半导体激光器传输特性的理论分析

本文从古典控制理论出发,对半导体激光器的传输特性进行了理论分析.在小信号的情况下,将半导体激光器视为线性孤立系统.把描述其物理过程的速率方程线性化,借用网络理论,得到表征其传输特性的四种传输函数;根据传输函数,得出其对光电输入信号的响应特性和相应的等效网络;依据传输函数和等效网络,对半导本激光器的传输特性进行了分析和综合.     

半导体激光器调制特性的人工神经网络仿真

对半导体激光器调制特性进行了理论分析，通过研究半导体激光器调制特性的速率方程，推导了调制特性的解析表达式。用广义回归神经网络建立了激光器调制特性的神经网络模型，通过训练好的神经网络模型对激光器调制特性进行了深入分析，并对激光器结构进行了仿真设计。模型输出结果与理论分析的结果相吻合，且该方法具有速度快、精度高、重复性好等优点。研究结果表明，利用神经网络模型可以对半导体激光器性能进行分析，并确定半导体激光器的一些结构尺寸。     

非均匀半导体激光器传输特性的理论分析

本文建立了非均匀半导体激光器的传输模型,并利用这个模型对非均匀半导体激光器的传输特性进行了小信号理论分析,给出了表征其传输特性的四种传输函数,讨论了系统的稳定性和稳定条件.分析的结果表明,非均匀半导体激光器是条件稳定系统,在其输出中存在着自激振荡的可能性.     

半导体激光器调制响应的速率方程小信号近似法研究

速率方程是研究半导体激光器瞬态过程的理论工具。为了能对实际中各种调制响应进行分析,采用小信号近似法求解了在任意调制信号下半导体激光器的速率方程。得到了任意调制信号下半导体激光器的速率方程的实值解析解,并根据得出的实值解析解分析了半导体激光器的一些调制响应特性,给出了一个调制信号为矩形脉冲电流的具体实例。最后研究并得出了小信号近似法准确的严格条件。根据一些半导体激光器的实际参数,给出了该条件在某些情况下的近似表达。     

光纤通信系统中光源特性的模拟

利用单模激光器速率方程，对光纤通信系统中光源的静态和动态特性进行了数值模拟。研究了P-I特性和小信号模型下光源的调制响应，分析了信号传输速率、半导体激光器偏置电流和线宽增强因子对输出脉冲的啁啾特性的影响，从而有助于半导体激光器的设计和光纤通信系统的性能优化。     

半导体激光器温度控制研究

温度对半导体激光器的特性有很大的影响。为了使半导体激光器输出功率稳定,必须 对其温度进行高精度的控制。利用PID 控制网络设计了温控系统,控制精度达到±0. 01 ℃,与无PID 控制网络相比,极大的提高了系统的瞬态特性,并且试验发现采用带有温控系统的半导体激光器的输出功率稳定性比没有温控系统的输出功率得到显著改善。     

AlGaAs激光器调频噪声光谱和光谱线宽

半导体激光器的调频量子噪声是半导体激光器应用于光学传输系统和光纤传感器系统方面最重要的特性之一。调频噪声特性用调频噪声光谱、瞬时频率概率密度、振荡功率光谱这三个项来描述。对于半导体激光器,这三个值之间的关系式可采用四种不同的分析法,即用Van der pol方程、Fokker-Plank方程、速率方程和光子密度矩阵方程。本文讨论了AlGaAs激光器的这些理论计算和实验结果之间的比较。图1给出了腔长900μm的CSP激光器的理论和实验的调频噪声光谱。用一个迈克尔逊干涉仪把调频噪声转换成调幅噪声。用一个光隔离器和角反射器来消除对半导体激光     

铷吸收半导体激光稳频光波长标准研究

文中介绍了用铷吸收光谱法对半导体激光器进行稳频,从而稳定其输出波长;通过对包括半导体激光驱动源、稳频器、吸收室、光路等系统的优化设计,达到具有高信噪比微分误差信号,从而大大提高了半导体激光器稳频锁定灵敏度和长期稳定性。采用文中介绍的方法建立的光波长标准系统,其波长的测量重复性、稳定性可满足当前和将来很长一段时间光波长计校准的需要。     

半导体激光器光束匀化系统的光学设计

为了提高半导体激光器光束的均匀性,设计了非球面与微柱透镜阵列相结合的匀光系统。快轴方向利用光线追迹设计非球面匀化透镜;慢轴方向采用微柱透镜阵列对光束进行分割叠加。半导体激光器输出光束通过该匀光系统,在目标面上可以得到能量匀化的方形光斑。利用Zemax光学软件对半导体激光器单管和阵列进行匀化仿真,验证了该匀化系统应用于半导体激光器整形的可行性,得到了目标面动态范围变化对均匀度的影响程度,研究了微柱透镜阵列间距变化及快轴匀化透镜旋转对光斑均匀度的影响。单管和阵列在输出面上的光斑均匀度均大于90%,能量传输效率分别为95.4%和96.2%。该设计结果对半导体激光器光束匀化具有一定的参考价值。     

高能半导体泵浦气体激光器

在重新梳理高能激光底层物理问题的基础上,指出半导体泵浦气体激光器将是未来高能激光器的重要发展方向,讨论了半导体泵浦气体激光器的基本原理和核心要求,并以半导体泵浦碱金属蒸气激光器为例进行了详细剖析,对半导体泵浦气体激光器的前景进行了展望。     

FMCW传感测量中的半导体激光器调频特性分析

本文对半导体激光器的直接电流调制特性进行了综合性的讨论，对影响其频移特性的因素进行了分析。在此基础氏频范围内半导体激光器随调制电流变化的频率调制特性对ＦＭＣＷ技术的影响进行了讨论     

半导体激光器的高精度温控仪

温度对半导体激光器的特性有很大的影响.在要求半导体激光器输出波长稳定的情况下,必须对其温度进行高精度的控制。本文利用高信噪比的运算放大器和普通的负温度系数温度传感器及半导体致冷器做控温元件,研制了一种用于半导体激光器温度控制的高精度温控仪,控制精度可达±0.05℃.     

半导体激光器LIV测试中阈值电流的小波提取方法

针对传统半导体激光器阈值提取方法容易受噪声影响、存在重复性不好的问题,根据小波变换奇异性检测原理,提出一种采用小波变换的阈值电流提取法,其采用三阶样条函数的二倍膨胀作为光滑函数,取它的二阶导数为小波函数,并结合多尺度来对半导体激光器光功率-电流（L-I）信号中的奇异点和不规则突变点进行检测分析。实验结果表明,与传统的二段直线拟合法、一次微分法和二次微分法相比,小波提取法不受噪声影响,能够真实、准确地得到半导体激光器的阈值电流。     

强度负反馈对半导体激光器调频特性的影响

本文讨论了强度负反馈对半导体激光器调频特性的影响,指出强度负反馈不仅可以改善半导体激光器的调频特性,而且可以降低其伪强度调制。     

端面反射率对半导体激光器微分功率特性的影响

从理论和实验上研究了端面反射率对半导体激光器微分输出功率等特性的影响。研究表明,用镀膜方法适当地降低半导体激光器输出端面反射率,有助于增大输出功率和提高外量子效率。     

半导体激光器光束谱合成效率的分析

针对半导体激光器的光束谱合成系统结构及其特点,利用Lang-Kobayashi模型建立的速率方程,在稳态情况下,推导出单个子光束经谱合成系统后的效率公式,并进一步讨论了多个光源经谱合成系统后的合成效率及其影响因素。研究结果表明:半导体激光器经谱合成系统的效率与半导体激光器输出端面和外腔输出耦合镜的反射率的相对大小、变换透镜和望远镜系统的透过率、闪耀光栅的衍射效率以及系统的耦合效率有关;在实际工程设计中,要尽可能提高变换透镜和望远镜系统的透过率、闪耀光栅的衍射效率以及系统的耦合效率,并综合考虑系统效率和光谱稳定性的要求,对半导体激光器输出端面和输出耦合镜的反射率进行优化设计。     

体布拉格光栅外腔半导体激光器温度特性研究北大核心CSCD

使用COMSOL软件对体布拉格光栅(volume Bragg grating, VBG)外腔半导体激光器进行稳态热分析模拟仿真,研究VBG对半导体激光器的温度特性的影响。利用15%、20%两种VBG对888 nm半导体激光器进行外腔锁模,测试并分析外腔锁模条件下半导体激光器的输出特性和温度特性。结果表明,VBG外腔结构能够改善半导体激光器的光谱特性,提高半导体激光器的工作温度。在25℃条件下,当采用15%衍射效率的体光栅进行外腔锁模时,最大输出光功率为10.7 W,输出波长稳定在888 nm,光谱线宽为0.3 nm。     

光外注入改善RoF系统多通道传输性能

文章基于半导体激光器速率方程,采用小信号分析模型获得了光外注入激光光源的调制特性表达式;根据调制特性表达式编写了仿真软件Optiwave System的Matlab元件,然后将其作为外注入光源应用到直接调制的多通道传输仿真模型中,用于评估光外注入方法对RoF(光载无线电)通信系统的多通道传输性能的影响。仿真结果表明,光外注入方法有利于减小互调失真的干扰,相对于无外注入的情况,系统传输性能有所改善,且对突破激光器驰豫振荡频率以上的多通道微波信号有更明显的作用。     

单模半导体激光器的相位噪声

一、前言 对半导体激光器的内在噪音如散粒噪音、模式噪音等已经作过很多研究。近年来随着采用大接收灵敏度检测器、使用光放大器和具有紧凑空间通道的多路复用技术以及自差、外差式光纤通讯系统等的进展,光纤通讯系统中使用的半导体激光器的内在相位噪音已成为上述技术的基本限制,因而对单模半导体激光器的相位噪音和光谱线型的理论研究和实验观测已为众争学者注目。 通常的激光理论并没有正确地讨论在室温下工作的单模半导体激光器的特性,首先对注入式半导体激光器线宽与光功率关系进行仔细测量后,发现在300K时,带宽⊿f比用通常激光理论计算的半导体激光器的带宽大50倍,但他们没有解释这种异常增宽的原因。     

半导体激光器光束耦合效率研究

在远距离无线光通信中,接收点光功率与光束发散角平方成反比。为了获得小的光束发散角和大的功率耦合效率,必须研究光束准直系统与耦合效率的关系。根据非傍轴远场光分布理论,用光线追迹法对半导体激光器光束准直系统中的功率耦合效率进行研究,给出半导体激光器光束耦合效率的计算方法,并进行计算机模拟。这里的研究结果对半导体激光器光束准直系统设计具有一定的指导作用。