半导体光放大器增益饱和特性的研究

在理论上研究了行波半导体光放大器的增益饱和特性，并从半导体的单模速率方程出发，应用半导体光放大器的传输波动方程，推导了放大器的增益特性表达式。从中得出：当放大器的输出功率为饱和输出功率时，信号增益相对于不饱和增益降低４．３４ｄＢ。     

半导体光放大器的偏振调制特性研究

首先理论分析了半导体光放大器的非线性偏振调制（PolM）效应,导出了稳态条件下SOA的偏振转换矩阵。通过数值仿真,描述了包括非线性自偏振调制（SPolM）、互偏振调制（XPolM）导致的偏振态在庞加球上的变化形态。计算结果表明,SOA偏振调制效应表现为偏振旋转特性,偏振旋转的大小由入射光强和偏振态决定,旋转结果表现为输出光中的TM模分量增加,而TE模分量下降。文章同时讨论了SOA驱动电流变化对PolM效应的影响以及由其引起的电光偏振调制（IPolM）效应,并仿真得出了电流变化导致的输出光偏振态的变化轨迹。     

高增益偏振不灵敏InGaAs/InP体材料半导体光放大器

采用三元InGaAs体材料为有源区，通过直接在InGaAs体材料中引入0．20％张应变来加强TM模的增益，研制了一种适合于作波长变换器的偏振不灵敏半导体光放大器(SOA)。在低压金属有机化学气相外延(LPMOVPE)的过程中，只需调节三甲基Ga的源流量便可获得所要求的张应变量。制作的半导体光放大器在200mA的注入电流下，获得了50nm宽的3dB光带宽和小于0．5dB的增益抖动；重要的是，半导体光放大器能在较大的电流和波长范围里实现小于1．1dB的偏振灵敏度。对于1．55gm波长的信号光，在200mA的偏置下，其偏振灵敏度小于1dB，同时获得了大于14dB光纤到光纤的增益，3dBm的饱和输出功率和大于30dB的芯片增益。用作波长变换器，可获得较高的波长变换效率。进一步提高半导体光放大器与光纤的耦合效率，可得到性能更佳的半导体光放大器。     

脉冲在增益饱和半导体光放大器中的畸变

分析了半导体光放大器处于增益饱和状态下的自相位调制（SPM）效应对传输脉冲波形、相位的影响，其中着重考虑了不同脉冲指数（高斯脉冲和超高斯脉冲）以及不同脉宽（相对于载流子寿命）的情况。     

垂直腔半导体光放大器的增益特性数值分析

结合垂直腔半导体光放大器(VCSOAs) 的竖直微型腔结构带来的特性,在反射工作模 式情况下,分析了VCSOAs 的增益特性。通过数值求解激光器单模速率方程,给出了增益、饱和输出功率随泵浦光功率、出射腔面反射率的变化,分析了其功率动态范围。得出了提高腔面反射率能使增益得到增长,以及强泵浦光功率能起到平坦增益,增大增益的作用的结论。总结了VCSOAs 设计中的一些规律,以作实际应用中参考。     

半导体光放大器增益饱和及其开关特性的研究

从理论上研究了行波半导体光放大器的增益饱和特性。由半导体的单模速率方程出发，应用半导体光放大器的传输波动方程，推导了放大器的增益特性表达式。根据半导体光放大器增益饱和特性，研究了开关特性。     

增益饱和的半导体激光放大器响应特性研究

详细讨论了行波半导体激光放大器工作在饱和状态时，入射脉冲的脉宽和放大器工作状态对放大脉冲的形状和频谱的影响，有利于更好地利用增益饱和的光放大器的非线性特性对光信号进行相位补偿。     

增益饱和半导体激光放大器中的自相位调制效应

本文分析了半导体激光放大器处于增益饱和状态下的自相位调制（SPM）效应,以及SPM效应对传输脉冲波形、相位及频谱的影响。指出了利用这种效应可以补偿传输光纤色散。但是,必须仔细选择传输系统的配置和放大器结构参数,以获得最佳色散补偿效果。     

低偏振灵敏度半导体光放大器

报道了基于混合应变量子阱材料的半导体光放大器 (SOA)。利用张应变量子阱加强了TM模的增益 ,使之接近TE模的增益 ,从而使SOA的偏振灵敏度大为降低。在 150mA的偏置下 ,获得了 2 4dB的小信号增益和 1dB的偏振灵敏度。     

半导体光放大器的超快动态增益特性

提出了一种包括载流子密度脉动(CDP)、载流子加热(CH)和光谱烧孔(SHB)效应在内的半导体光放大器(SOA)的时域动态模型。利用该模型分析了半导体光放大器中的增益饱和、超快增益动态以及光脉冲在增益饱和半导体光放大器中的波形畸变,其中重点考虑了超短脉冲的情况。模拟计算表明,对于10ps量级以下的短脉冲,分析半导体光放大器的动态增益特性时,不能忽略载流子加热和光谱烧孔等带内超快非线性效应的影响。     

垂直腔半导体光放大器增益的理论分析

针对研究增益饱和时,现有的垂直腔半导体光放大器(VCSOA)速率方程模型在确定输入信号的功率注入因子方面存在难题,根据法布里-珀罗腔边界条件,从行波方程和与位置相关的载流子方程出发,引入随轴向位置发生变化的增益增长因子刻画微腔内的驻波效应,构建出VCSOA的增益模型。利用该模型通过求方程的自洽得到了腔内载流子、光子的分布,并分析了反射增益,其结果与已报道的理论及实验基本一致。     

新型垂直腔半导体光放大器中有效腔长的理论分析

从新型垂直腔半导体光放大器(VCSOAs)典型的对称模型出发、分析了入射光在微腔中的分布布喇格反射器(DBRs)上由于反射延迟而导致相位渗透，进而增加了有源区的额外长度(有效腔长)。计算得出了相位渗透深度随DBRs相对折射率差变大而变小。同时给出了反射模下VCSOAs增益峰值、增益带宽积随有效腔长变大而下降的规律．     

All-optical signal processing based on semiconductor optical amplifiers

In this paper,we review the recent progress in the optical signal processing based on the nonlinearity of semiconductor optical amplifiers (SOAs).The four important optical signal processing functional blocks in optical switching are presented,i.e.,optical wavelength conversion,optical regeneration,optical logic,and optical format conversion.We present a brief overview of optical wavelength conversion,and focus on various schemes to suppress the slow gain recovery of the SOA and improve the operating speed of the SOA-based optical switches.Optical regeneration including re-amplification,re-shaping and re-timing is also presented.Optical clock recovery that is essential for optical regeneration is reviewed.We also report the recent advances in optical logic and optical format conversion,respectively.After reviewing the four important optical signal processing functional blocks,the review concludes with the future research directions and photonic integration.     

传输矩阵法研究垂直腔半导体光放大器增益特性

利用传输矩阵法研究垂直腔半导体光放大器(VCSOAs)的增益及其带宽特性。研究了不同载流子浓度、DBR膜层数对增益特性的影响,发现了有源区内量子阱堆位置的改变将导致增益峰值波长移动。数值计算结果与实验结果相吻合。     

增益饱和对半导体激光器调制特性的影响

本文用小信号分析法建立了半导体激光器调制的数学模拟，用这个模型研究了增益饱和对半导体激光器的功率调制，波长调制和ＣＰＲ值的影响。     

基于保持光注入的半导体光放大器自偏振旋转性能的改善

研究了基于“保持光”（holding beam）注入（HBI）改善半导体光放大器（SOA）自偏振旋转（SPR）性能的方法。HBI虽然降低了SOA的偏振模式增益,但是缩短了对TE和TM模式的增益恢复时间,从而加速了SOA器SPR特性对超快信号的响应。以基于SOA的SPR特性的光功率均衡为例,我们发现,HBI可以明显抑制和...     

半导体光放大器端面镀膜的实验与研究

在中心波长为1 310 nm的InGaAsP半导体激光器的端面镀制了剩余反射率＜10-4的3层减反射膜,得到了自发辐射谱波纹＜0.5 dB的半导体光放大器.