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     

用1.55μm脊形波导C~3激光器的101公里1Gbit/s单模光纤传输实验

本文报导利用1.55μm单纵模解理耦合腔(C~3)脊形波导激光器,首次以500Mbit/s以上速率进行光波传输实验的结果。我们在101公里长的单模光纤上实现了1Gbit/s、误码率<2×10~(-10)的数字传输,创造了500Mbit/s以上无中继传输的纪录。同时还观察到了误码率最低限的证据,估计是由于残余分配噪声所致。但使用同样的C~3激光器在84公里1Gbit/s的实验中却未观察到上述情况。     

光纤通信系统中半导体激光器的噪声与失真特性

本文是一篇有关光通信系统中半导体激光器的失真与噪声特性的综述。文章重点讨论了半导体激光器的固有失真和固有噪声,以及它们的分配噪声,还附带讨论了反射对噪声的影响。探讨了由光纤端面干涉图形引起的模式噪声现象与噪声和失真的关系。最后讨论了在单模光纤中偏振耦合对总的传输特性的影响。     

He-Ne激光器放电噪声的实验研究

本文报导了He-Ne激光器放电噪声的实验研究.通过改变激光器的结构、管内总气压和放电电流,在0～300千赫范围内可以观察到许多噪声现象.最后,提出了一些降低放电噪声的方法.     

光源噪声对光纤光栅解调精度的影响

采用耦合模型理论对光纤光栅的传输特性进行了分析,运用矩阵法对均匀光纤光栅反射谱进行了数值模拟。分析了光学检测中的噪声来源,并对实验室条件下使用激光器时噪声的大小进行了估算和验证。通过对光源施加不同功率大小的噪声,并根据光纤光栅的反射谱来研究光源噪声对峰值检测的影响。实验表明,激光器的功率噪声对光纤光栅解调精度有很大影响,波长检测精度越高,噪声影响越大,在解调精度达到皮米级时,激光器的噪声应接近量子噪声的极限水平。为光纤光栅技术在高精度装备检测中的应用和研究提供理论基础。     

弱耦合互注入锁定半导体激光器的线宽研究

高速光通信、高分辨率光传感等领域的发展迫切需要窄线宽激光器，半导体激光器凭借其高可靠性、高转化效率以及易于集成等优点得到广泛应用。当前，虽然实验已发现在弱耦合条件下，互注入锁定激光器可以显著改善半导体激光器的线宽，但缺乏稳定性分析的有效手段以及关键参数对线宽影响的深入分析。本文使用基于传输矩阵理论的阈值增益分析模型定性分析了互注入锁定激光器的稳定性，并应用基于噪声相关性的迭代噪声模型深入分析了线宽的主要影响参数，为窄线宽互注入锁定半导体激光器的应用提供参考。     

利用外腔半导体激光器的毫米波窄带光纤通信

本文给出了利用外腔半导体激光器的毫米窄带光纤通信系统的理论分析和实验结果，推导了外腔半导体激光器的调制响应、相对强度噪声、载噪比以及谐波失真的解析表达式，给出了实验数据，实现了副载频３５ＧＨｚ、误码率小于１０＾－９，光纤长度６．３ｋｍ。容量４０Ｍｂ／ｓ的数据传输系统。     

激光器相位噪声对高速IM／DD光纤通信系统特性影响的研究

光源的光谱特性对高速光纤通信系统的传输特性有很大的影响，本文分析了半导体激光器的相位噪声（线宽）对高速光纤通信系统特性的影响，分析结果指出，在高速长距离ＩＭ／ＤＤ系统的设计与分析中必须考虑激光器线宽的影响，由于光纤的色散特性，激光器的相位噪声在接收端将转化为强度噪声，使光接收机的接收灵敏度产生恶化，并在ＢＥＲ－Ｐｒ曲线上表现出“饱和”现象（ｆｌｏｏｒ）。本文的实验结果验证了这一点     

光纤激光器的调制实验研究

为了得到光纤激光器的好的调制特性,对光纤激光器的偏振态控制与否进行了对比试验,发现激光器没有进行偏振态控制,调制后的信号为噪声,即无法调制;利用扭转光纤控制构成腔的偏振态,选频器采用保偏光纤上写入的光纤光栅研制的环形激光器,调制特性可以与半导体激光器相比拟.比较了利用半导体激光器与偏振态控制的光纤激光器100km传输实验结果,二者结果一致.研究结果有利于光纤激光器在光纤通信中的应用.     

被动锁模光纤激光器的多模式输出

被动锁模光纤激光器腔体结构简单,可以实现全光纤集成,是产生超短脉冲的有效方法,而非线性偏振旋转又是其中最重要、最简单的被动锁模方法。为了研究基于非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器存在的多种不同工作模式,采用实验方法,得到了包括正常孤子态,多脉冲束缚态,噪声像脉冲态等输出模式。结果表明,基于非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器存在多种不同的工作模式。     

脉冲辐射探测信号模拟光纤传输系统

为实现极端实验环境下脉冲辐射探测信号的远距离 传输,采用电光转换和光电转换的方法设计了 一套模拟光纤传输系统。该系统基于DFB激光器的强度直接调制特性实现了电光转换;以运 算放大器为主 体构建了激光器驱动电路;利用专用集成芯片MAX1968实现了激光器 半导体PN结的无死区温度控制。为 提高系统测试精度,光接收端采用带有暗电流校正的平衡PIN 前置放大器将光信号还原为电 信号,以提高 系统动态范围。最后,实验测试了系统性能指标。结果表明,系统的－3dB带宽为DC~155 MHz,线性动态 范围> 40 dB(100倍),输出噪声峰-峰值<3mV。该系 统适用于对传输带宽、安全性等要求高的科学研究中。     

相控阵全光移相网络对空间波束电平的影响

全光移相网络以其宽带、高精度的优势极大地提高了光控相控阵天线的性能,但其引入的附加相位噪声,将导致空间波束电平指标劣化。基于全光移相网络噪声理论和相控阵理论,推导了激光器相对强度噪声、光载波传输链路插入损耗、激光器输出平均光功率与主、副瓣电平关系的理论公式。仿真结果表明在全光移相网络的典型应用参数下,上述3个参量的增大均会导致波束主瓣增益降低和副瓣电平升高,其中激光器相对强度噪声影响最为明显,为了优化波束电平指标,激光器相对强度噪声需低于-140 dB/Hz。     

复合腔锁模激光器超模噪声问题的研究

为了研究复合腔抑制超模噪声的问题,基于传输函数法建立了复合腔等效结构模型,从理论上分析了复合腔主动锁模光纤激光器的结构特性,论证了等效复合腔基频与两子腔腔长的关系。在1GHz射频调制频率下,给出了复合腔各参量与超模噪声的关系。结果表明,复合腔可以减小超模数目,超模噪声的抑制与单腔相比并不具有优势。该结果对复合腔主动锁模光纤激光器的实验研究有一定的参考意义。     

折射率波导半导体激光器低频跳模噪声

在一定温度范围内,横模稳定的激光器出现低频激光噪声会严重影响光盘系统的性能,尤其对视频唱片系统的影响更大。在折射率波导激光器中经常观察到激光噪声。如图1所示,出现激光噪声处的温度与纵模跳跃到下一个模式处的温度正好相对应。跟所谓模式竞争噪声的情况不同,即使不用选模光学元件,也观察到这种跳模噪声。这种噪声功率谱跟频率f的联系为1/f(α=1～2),并在频率低于几十MHz时可清楚看见。当噪声出现时,示波器的输出功率图形中可观察到几个功率水平之间的随机转换。功率水平之间的差异通常低于dc功率水平的2%。功率水平的数值与含有跳模的纵     

半导体抽运Nd:YAG激光器强度噪声抑制的研究

为了降低半导体抽运固体激光器的弛豫振荡噪声,提高其输出功率的稳定性,采用光电负反馈的方法来抑制半导体抽运的固体激光器的强度噪声,并对激光器强度噪声的理论特性进行了分析。根据理论分析结果设计了比例-积分-微分反馈控制电路,通过运用该反馈电路对激光器进行强度噪声抑制实验,得到了比较理想的实验数据,即当抽运功率为700mW、弛豫振荡峰频率为300kHz时,弛豫振荡峰值处和低频区域强度噪声分别降低了45dB和15dB;当抽运功率为550mW、弛豫振荡峰值为250kHz时,弛豫振荡峰值处和低频区域强度噪声分别降低了40dB和10dB。结果表明,该反馈控制电路能够有效地降低半导体抽运固体激光器的强度噪声,提高激光器输出功率的稳定性。     

模分配噪声对光纤通信系统的影响

模分配噪声是由于激光器纵模功率瞬时波动和光纤的材料色散引起的。它与激光器光谱宽度和光纤材料色散有关。模分配噪声对于高速率的光纤传输系统,尤其对于单模光纤通信系统性能的影响是重要的。模分配噪声也限制了波分复用系统的性能。本文分析了模分配噪声的表示方法及其对光纤通信系统的影响,并讨论了减小模分配噪声的方法。     

OFDM在ROF系统中的传输性能研究

对正交频分复用(OFDM)信号在光纤/无线接入系统传输中的噪声特性进行了分析.采用激光器的静态模型,对由于激光器非线性所产生的OFDM信号的带内噪声和邻道噪声干扰在理论上进行了计算,并进一步分析了光调制指数对系统载噪比的影响,此分析方法为OFDM-ROF系统非线性分析,以及系统中半导体激光器光调制指数的选择提供了理论分析途径.     

高效率外腔倍频产生低噪声连续单频780nm激光

利用1.56μm连续单频光纤激光器抽运周期极化铌酸锂晶体,通过外腔谐振增强倍频技术获得了低噪声连续单频780nm激光。为了实现高效率倍频,理论设计了倍频腔的最佳腔镜透射率、腔长以及腔模体积等以实现谐振倍频过程中的模式匹配和阻抗匹配。在此基础上,实验获得了输出功率达1W的连续单频780nm激光,倍频效率达84.8%。进一步利用高精细度模式清洁器降低激光的强度噪声,实验获得了输出功率达700mW、强度噪声在分析频率4MHz处达到散粒噪声基准的低噪声连续单频780nm激光。该系统的激光波长分别位于量子态传输波段与原子存储波段,可用于研究实用化量子信息处理系统。     

小发散角量子阱激光器研究

使用三层平板波导理论分析了半导体量子阱激光器远场分布。针对大功率激光器讨论了极窄和模式扩展波导结构方法减小垂直方向远场发散角,得到了极窄波导结构量子阱激光器远场分布的简化模型,获得了垂直发散角的理论值,垂直方向远场发散角减小为28.6°;使用传输矩阵方法模拟了模式扩展波导结构量子阱激光器的近场光斑及远场分布,垂直方向远场发散角减小为16°。实验测试了极窄和模式扩展波导结构量子阱激光器的垂直发散角,理论结果与实验测试获得的发散角基本一致,实现了降低发散角的要求,获得了小发散角量子阱激光器。     

半导体激光器波长转换中的噪声抑制

利用可调谐外腔半导体激光器进行了波长转换实验。静态转换后的波长可以在６０ｎｍ范围内连续调谐,并实现了１５５Ｍｂ／ｓ和６２２Ｍｂ／ｓ速率信号的动态波长转换。对激光器型波长转换器的噪声传输特性进行了研究,分析表明,由于输入和输出存在阈值特性,因此可以有效地抑制输入信号“１”上的噪声,波长转换对噪声性能的改善和输入光的功率和噪声带宽有关。