注入锁相激光器的线宽压缩和频率选择理论

我们将多模半经典激光理论运用到注入锁相激光器的线宽压缩和频率选择问题中,其目的（上日）在根据激活介质的光谱性质,估计窄带注入信号作用下的宽带激光器的特性。得出了均匀增宽和非均匀增宽激光器单模运转所需注入信号强度的分析表达式,适用于小信号和强信号两种状态·在一定的实验条件下,发现注入锁相非均匀增宽激光器与均匀增宽激光器的特性有明显的差别·     

提高TEM_(00)模He-Ne激光器成品率的方法

在He-Ne激光器的大多数应用中,如科研、教学及工程测最等都需要单模激光器,然而现在成批生产的较强输出功率的单模全内腔He-Ne激光器的成品率都不高。为此,我们对提高单模全内腔He-Ne激光器的成品率做了如下几项工作,使单模成品率达到80％以上。     

二维光子晶体对面发射激光器横模控制研究

垂直腔面发射激光器的单模输出特性在光网络数据传输光互连、光存储和激光打印中有重要的应用.传统的氧化限制型垂直腔面发射半导体激光器由于串联电阻大、发热严重而很难工作在单模状态.二维光子晶体结构可以有效地控制垂直腔面发射激光器的横向模式,使器件工作在单模状态下.从理论上系统研究了光子晶体垂直腔面发射半导体激光器的单模条件,成功设计了一组单模光子晶体垂直腔面发射半导体激光器,并通过常规工艺制作出功率0.6 mW、边模抑制比大于30 dB、阈值电流4 mA、远场发散角8.4°、不受电流注入影响的单模光子晶体垂直腔面发射半导体激光器.实验证明:光子晶体可有效地进行横模控制.     

单模半导体激光器等效电路模型

介绍了单模半导体激光器的大信号、小信号及噪声等效电路模型，给出了确定模型参数的一般方法，并在ＰＳＰＩＣＥ中以电路宏模型的方式实现了激光器的大信号模型，对激光器小信号调频响应和大信号非线性失真特性进行了计算机时域模拟。     

单模半导体激光器等效电路模型

介绍了单模半导体激光器的大信号、小信号及噪声等效电路模型，给出了确定模型参数的一般方法，并在ＰＳＰＩＣＥ中以电路宏模型的方式实现了激光器的大信号模型，对激光器小信号调频响应和大信号非线性失真特性进行了计算机时域模拟。     

长波长动态单模半导体激光器的调制频移

<正> 一、引言光纤通讯的发展日益向单模光纤和相干外差通讯发展,要求作为其主要信号光源的半导体激光器不但在直流下能够稳定单模工作,并且在高速调制状态下也能够稳定单模工作并且光谱线宽很窄。在动态单模半导体激光器(DFB,耦合腔等)中,尽管在高速调制时可以保持单模工作,但单模的谱线严重展宽,可以比其静态谱线宽度大数千倍,这个展宽严重影响半导体激光器作为高速相干光通讯光源。为了了解其光谱展宽规律从而改进其动态光谱特性,本文将对动态单模半导体激光器在高速调制下的光谱行为进行分析。     

MOPA结构1064nm单模半导体激光器

1 064 nm单模半导体激光器在测试、通信、光纤激光器种子源等多种领域有着广泛的应用。设计并制作了一种MOPA结构1 064 nm单模半导体激光器。做为对比,同时制作了相同外延材料和腔长的脊波导单模半导体激光器。测试结果表明,该MOPA结构管芯发生灾变性光学损伤(COD)时的注入电流约740 mA,最高功率达到375 mW,无扭折最大输出功率为300 mW,此时注入电流约为610 mA,水平发散角为9.8°(FWHM),均优于作为对比的脊波导结构激光器。     

60GHz毫米波ROF系统的光源研究

提出了把通过注入锁定方法得到的FP单模输出光源应用到60GHz毫米波ROF系统中的方法.通过利用窄带放大自发辐射(ASE)光源插入FP半导体激光器以实现波长锁定,改变FP激光器的多模输出,得到单模输出的廉价光源的方法,成功地为ROF系统的基站提供了激光器.     

注入锁定法布里-珀罗激光器的单模工作特性

使用分布式反馈(DFB)激光器对法布里-珀罗(F-P)激光器进行单模注入锁定.通过改变F-P激光器的偏置电流,DFB激光器的输出功率以及两激光器间的波长失谐量,对注入锁定F-P激光器的光谱特性、功率特性以及频率响应特性进行实验分析.找出影响注入锁定F-P激光器稳定性的因素,并测量注入锁定F-P激光器的稳定锁定区;通过优化注人条件实现F-P激光器的高边模抑制比(SMSR)输出,最高可达55 dB;通过与自由运转F-P激光器比较,发现注入锁定可以明显抑制半导体激光器在高频调制下光谱的展宽.注入锁定后F-P激光器的3 dB调制带宽接近14 GHz.实验结果表明,通过合理设计光注入条件,注入锁定技术可以明显改善F-P激光器的光谱特性以及高频响应特性,并在高速光纤通信领域中得到广泛应用.     

一种新颖的自反馈光注入单频窄线宽光纤激光器

报道一种基于自反馈光注入的单频窄线宽光纤激光器。激光器采用线形腔结构,用高掺杂Er3+光纤作为增益介质,利用输出信号光分束反馈与腔内振荡激光干涉,形成折射率光栅与增益光栅共同作用选择纵模,获得稳定的1 549.85 nm单频窄线宽激光输出。在975 nm单模激光二极管(LD)抽运下,激光器的抽运阈值光功率为13 mW。当抽运光功率为112 mW时,最大输出信号光功率为30.6 mW,对应的光-光转换效率为27.3%,斜率效率为30.2%,信噪比大于50 dB。采用延时自外差方法测量线宽,当使用30 km单模光纤延迟线时,测量得到激光器的3 dB线宽为4.0 kHz。     

1120nm窄线宽掺镱光纤激光器

为了获得窄线宽、高功率、长波长(相对于1030nm~1080nm)的1120nm光纤激光器,采用普通单模掺镱光纤和一对光纤布喇格光栅构建了该光纤激光器的谐振腔,为保证抽运光的完全吸收和避免非线性效应,对有源光纤的最佳长度进行了理论分析和实验验证。结果表明,激光器的阈值抽运功率为40mW、注入抽运功率为265mW时,激光器输出信号光功率35mW,光光转换效率为13.2%,激光器中心波长为1120.9nm,输出激光的谱线宽度为0.03nm。这种激光器的获得是因为采用了高反射率耦合输出光纤布喇格光栅、短谐振腔结构和低功率运转状态。该激光器可作为种子光注入光纤放大器。     

光纤传输距离新记录

英国最近使用一种单模激光器,配以单模光纤实现数据传输的无中继距离达100多公里.传输速度超过140兆毕/秒,相当于2000路电话电路.其传输距离为目前最长传输距离的两倍,为第一代光纤传输系统的12倍多.使两只激光器工作,通过第一只连续波激光器的注入来锁定作为输出的第二只激光器,使其以单模传输为主,从而使光谱线宽度缩短到10~(-3)毫微     

偏振选择互注入半导体激光器的混沌同步

研究了偏振选择互注入条件下半导体激光器的同步和混沌滤波效应。将单模互注入速率方程扩展为包含两个偏振态的理论模型,并选择X偏振态作为互注入形式,不仅为激光器产生混沌和实现同步提供了条件,还可以完全抑制Y偏振光,实现了纯偏振模式同步。通过频率失调的引入,保持了激光器主从地位的稳定。研究结果表明,主从激光器实现了时差等于注入延时的混沌同步,输出功率表现出高频振荡并伴随有对称性破坏现象。对主激光器进行调制时,同步系统表现出与单向注入相似的混沌滤波效应;对从激光器进行调制时,系统的混沌滤波效应并不明显。     

短腔InGaAsP注入式激光器:模谱和单纵模功率与腔长之关系

给出了描述InGaAsP注入式激光器中单模(单频)功率的下限和上限与腔长关系的简单表达式。发现,单模功率的下限与腔长成正比,而其上限却与腔长成反比。因此,短腔激光器在阈值以上很宽的电流及功率范围内,对获得单模输出是一个合适的结构。通过短腔设计还能改善模式的温度稳定性。理论结果与我们最近对甚短腔(50～75μm)条形InGaAsP激光器所得实验结果一致。在较宽的电流范围内这些激光器呈现出一致的单模输出。     

冲击电流驱动下半导体激光器的快速响应研究

基于半导体激光器的单模速率方程,采用典型参数对其进行建模仿真,仿真结果表明:半导体激光器在初期的光子受激辐射速率随着注入电流的增大而增加,上升时间随着注入电流的增大而减少。但对于固定功率限制范围的半导体激光器,不能通过直接增大注入电流来减少上升时间,考虑到半导体激光器的发热问题,提出了一种在正常脉冲发光电流前端加入冲击电流来减少半导体激光器发射脉冲上升时间的方法,保证了半导体激光器的稳定输出。通过仿真对该方法进行验证,并对型号为PLTB450B半导体激光器进行了测试。仿真结果与测试结果均表明:通过加入冲击电流的方法,可以大大减少固定功率的半导体激光器发射脉冲的上升时间。     

氧化限制型795 nm垂直腔面发射激光器

单模795 nm垂直腔面发射激光器作为铷原子钟的激光光源,一般采用氧化限制结构获得单模输出。对垂直腔面发射激光器外延结构以及氧化限制孔径进行了优化设计。基于有限元分析方法,利用光纤波导理论和热电耦合模型,对氧化孔径的光学和电学限制进行了模拟,计算分析了实现单模和良好热电特性所需的氧化孔径大小。实验制备了具有不同氧化孔径的器件,并进行了功率-电流以及光谱特性测试。当氧化孔径为1.9μm时,在3～7 mA注入电流下器件始终保持单模输出,边模抑制比大于35 dB;器件保持单模输出的最大氧化孔径为3.8μm,室温下阈值电流为1 mA,最大饱和输出功率为2 mW,斜率效率为0.3 W/A,3 mA注入电流下的出射波长为790 nm,边模抑制比大于30 dB。制备的室温下单模特性良好的790 nm垂直腔面发射激光器,为实现高温下795 nm偏振稳定单模输出提供了可能。     

可调谐单模激光器的制作

对于大容量的波分复用（ＷＤＭ）光通信系统,精确控制波长及波长间隔是系统应用的关键．而对于信道间隔为 ０．８ ｎｍ的 ＷＤＭ系统,要求波长与 ＩＴＵ的标准价差小于±０．０１ ｎｍ．因此,波长可精确调谐的单模激光器成为必需．本文介绍了我们制作的两种波长可调谐的单模激光器：可调谐ＤＦＢ激光器和可调谐ＤＢＲ激光器．其中,可调谐ＤＦＢ激光器采用的是热调谐方式,即改变ＤＦＢ激光器的工作温度,实现了波长向长波方向连续移动 ２．２ ｎｍ;可调谐 ＤＢＲ激光器采用的是注入电流的方式,实现了 ６．５ ｎｍ的准连续调谐． 可调…     

1.5μm外腔半导体激光器弱相干光光纤通信实验系统

本文中,我们介绍1.5μm外腔半导体激光器弱相干光光纤通信实验系统,这是第一个在国内建立的半导体激光器相干光光纤通信系统,此系统以优良质量成功的在6公里单模光纤距离上传送70～140Mbit/s信号。实验表明,利用外腔半导体激光器,可能建立类似用DFB激光器建立的弱相干光光纤通信系统。     

带注入信号的双光子激光器的双稳性质

对于带注入信号、原子均匀展宽的单模环形腔双光子激光器,给出半经典的Maxwell-Bloch方程,论证了该系统在调谐情况下会出现双稳态,并通过绝热消除描述了双稳性导致的输出光的瞬态行为和滞后循环。所得结果表明:在输出场不连续变化之处,出现临界慢化现象。“坏腔”极限下,在     

设计并制作了1.55μm波长的微槽条形单模激光器

我们在P-InP衬底上制作了一种适用于键合的刻蚀slot的单模激光器。这种激光器通过普通光刻和干法刻蚀的方法在表面刻蚀出slot,并实现了单模输出。我们利用CAMFR软件设计和优化了slot的参数,并应用到实验中。最终得到了近室温下连续电泵的单模输出,单边最大输出功率5mW,