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相似文献
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1.
《中国物理 B》2021,30(5):50504-050504
Based on three-level exciton model, the enhanced photonic microwave signal generation by using a sole excited-state(ES) emitting quantum dot(QD) laser under both optical injection and optical feedback is numerically studied. Within the range of period-one(P1) dynamics caused by the optical injection, the variations of microwave frequency and microwave intensity with the parameters of frequency detuning and injection strength are demonstrated. It is found that the microwave frequency can be continuously tuned by adjusting the injection parameters, and the microwave intensity can be enhanced by changing the injection strength. Moreover, considering that the generated microwave has a wide linewidth, an optical feedback loop is further employed to compress the linewidth, and the effect of feedback parameters on the linewidth is investigated. It is found that with the increase of feedback strength or delay time, the linewidth is evidently decreased due to the locking effect. However, for the relatively large feedback strength or delay time, the linewidth compression effect becomes worse due to the gradually destroyed P1 dynamics. Besides, through optimizing the feedback parameters, the linewidth can be reduced by up to more than one order of magnitude for different microwave frequencies.  相似文献   

2.
Frequency locking (FL) in a semiconductor laser with double incoherent optical feedback is experimentally studied, and the characteristics of the locking states are analyzed through comparing the RF spectrum of double incoherent optical feedback and single incoherent optical feedback. Moreover, by varying the external loops length ratio, different orders of frequency locking states are observed. The influence of feedback strength and cavity length on locking performance is preliminarily investigated and the optimized FL state is obtained. This experimental investigation may offer a method to obtain frequency spacing tunable discrete broad-band signals.  相似文献   

3.
陈兴华  林晓东  吴正茂  樊利  曹体  夏光琼 《物理学报》2012,61(9):94209-094209
本文提出一种基于偏振旋转光反馈下的外光注入垂直腔 表面发射激光器(VCSEL)产生高性能毫米波的方案, 并利用描述外部扰动下VCSEL动态特性的自旋反转模型(SFM), 对所产生的毫米波的特性进行了数值研究. 研究结果表明: 一个受到主VCSEL(M-VCSEL)光注入的副VCSEL(S-VCSEL)在一定条件下可以产生单周期(P1)振荡, 即在光波上调制了一个微波信号. 通过调节外光注入强度ξi以及S-VCSEL与M-VCSEL之间频率失谐Δν, 可以获得频率在30---60 GHz范围内连续可调的毫米波信号. 在外光注入VCSEL中引入偏振旋转光反馈, 通过选取合适的反馈强度ξf以及反馈延迟时间τ, 产生的毫米波信号的线宽可以得到明显窄化. 对于光注入S-VCSEL所产生的线宽为5.509 MHz的毫米波, 在引入偏振旋转光反馈后, 毫米波线宽可以降低到230.2 kHz. 本文的研究对高速光载无线(RoF)系统中优质毫米波信号的获取具有一定的参考意义.  相似文献   

4.
林晓东  邓涛  解宜原  吴加贵  陈建国  吴正茂  夏光琼 《物理学报》2012,61(19):194212-194212
本文对基于光注入半导体激光器的单周期动力学态产生光子微波并利用光反馈压缩其线宽进行了实验研究. 研究结果表明: 通过适当调节注入参数, 能对该方法产生的光子微波频率在数十GHz范围内进行连续、大范围地调节; 通过引入光反馈并精细调节反馈强度, 光子微波的线宽能够从40—100 MHz的范围被压缩约两个数量级至300—900 kHz范围;反馈长度对光子微波的线宽几乎没有影响, 但当反馈长度精细变化时, 光子微波频率会出现一定范围内的周期性漂移.  相似文献   

5.
数值研究了非相干光反馈与非相干光注入半导体激光器的多调制延时混沌同步,由于该系统是基于非相干注入的,所以不需要接收激光器的频率与发送激光器频率完全匹配。通过对非相干光反馈半导体激光器输出自相关函数的研究,发现在多调制延时系统中,延时标识可以被隐藏,这一特性可以提高系统的安全性,非常适用于混沌保密通信系统。分别利用混沌移位键控(CSK)及混沌隐藏(CMS)编码方法考查了单向耦合和双向耦合系统的通信性能。  相似文献   

6.
Nakazawa M  Yoshida M 《Optics letters》2008,33(10):1059-1061
We have succeeded in achieving independent control of the repetition rate and optical frequency of a pulse laser by employing a regenerative mode-locking technique. By adopting a voltage-controlled microwave phase shifter or an optical delay line in a regenerative feedback loop we can control the repetition rate of the laser without directly disturbing the optical frequencies. We experimentally show how this independent control can be realized by employing a 40 GHz harmonically and regeneratively mode-locked fiber laser.  相似文献   

7.
由于受增益介质上能级寿命的影响,掺Er光纤光梳的梳齿线宽一般在百kHz量级.为了实现光梳梳齿线宽的压窄,一种有效的方法是在激光器中增加快速响应的电光晶体,使光纤光梳的伺服锁定带宽提高到百kHz以上,为光纤光梳的快速伺服锁定提供反馈机构.这其中,高品质的飞秒激光器是核心.基于此,本文主要研究了掺Er光纤飞秒激光器中电光晶体对激光器参数的影响.通过计算电光晶体的折射率、色散、相位延迟等参数,分析了电光晶体对激光器参数的影响,并在实验上获得了电光晶体电压对激光器重复频率和载波包络偏移频率的影响,进而通过电光晶体实现了对光纤光梳重复频率和载波包络偏移频率的锁定.通过锁定光纤飞秒激光器与窄线宽激光器的拍频信号,验证了电光晶体的引入使激光器的伺服锁定带宽提高到了236 kHz,为窄线宽飞秒光学频率梳的建立提供了技术基础.  相似文献   

8.
徐琴芳  尹默娟  孔德欢  王叶兵  卢本全  郭阳  常宏 《物理学报》2018,67(8):80601-080601
提出一种结合注入锁定技术的主动滤波放大方法,将光梳直接注入锁定至光栅外腔半导体激光器,产生窄线宽激光光源,该光源可以用于锶原子光钟二级冷却.实验中,将中心波长为689 nm,带宽为10 nm的光梳种子光源注入689 nm光栅式外腔半导体激光器,通过半导体增益光谱与半导体光栅外腔,从飞秒光梳的多个纵模梳齿中挑选出一个纵模模式来进行增益放大,再通过模式竞争,实现单纵模连续光输出;同时,光梳的重复频率锁定在线宽为赫兹量级的698 nm超稳激光光源上,因此,注入锁定后输出的窄线宽激光也继承了超稳激光光源的光谱特性.利用得到的输出功率为12 mW的689 nm窄线宽激光光源实现了88Sr原子光钟的二级冷却过程,最终获得温度为3μK,原子数约为5×10~6的冷原子团.该方法可拓展至原子光钟其他光源的获得,从而实现原子光钟的集成化和小型化.  相似文献   

9.
超快太赫兹时域光谱系统是基于高速异步光学采样原理进行工作的,该系统使用2个重复频率可在1 GHz附近变化的飞秒振荡器,并使用高带宽反馈电路控制其重复频率。2个飞秒振荡器的重复频率存在Δf的失谐,一个飞秒振荡器的重复频率是1 GHz+Δf Hz,为泵浦脉冲;另一个飞秒振荡器的重复频率是1 GHz,为探测脉冲,由此提供泵浦脉冲和探针脉冲的时间差,时间延迟呈周期性变化,其扫描周期可以由1/Δf给出。此系统摒弃了传统THz-TDS系统所必需的机械延迟线,采用双光子探测器来产生触发信号。当设定Δf=1 kHz时,1 ms就可以探测出1个THz谱, 用时10.3 s即可得到动态范围为21 dB、频谱分辨率为5 GHz的太赫兹信号。该系统具有检测速度快和频谱分辨率高的优点,在需要快速测量的应用环境中有着传统太赫兹时域光谱系统不可比拟的优势。  相似文献   

10.
针对窄线宽激光器输出谱线窄,难以被锁定的情况,利用F-P腔特有极窄线宽、高精细度特性对激光器谱线线宽实施压窄及频率锁定。通过设计实验方案并搭建锁频测试平台,利用F-P腔外部光反馈将窄线宽半导体激光器线宽压窄来提高锁频精度。通过监测正弦波调制下F-P腔对于4种不同直流电压下激光PZT扫频段的透射谱线,并对其分别进行解调和锁频精度测试,得到直流高压放大器电压为73 V时对窄线宽激光器进行扫频,激光器反馈锁频精度最高可达1.5 MHz。  相似文献   

11.
起俊丰  钟祝强  王广娜  夏光琼  吴正茂 《物理学报》2017,66(24):244207-244207
基于光反馈半导体激光器(SL)速率方程模型,理论仿真研究了高斯切趾型光纤布拉格光栅(GAFBG)反馈SL(GAFBGF-SL)混沌输出的延时特征(TDS)以及混沌带宽特性.结果表明:随着反馈强度的增加,GAFBGF-SL表现出由准周期进入混沌的动力学演化路径;通过合理选择GAFBG布拉格频率与SL中心频率之间的频率失谐及反馈强度,GAFBGF-SL混沌输出的TDS能得到有效抑制(低于0.02);通过进一步绘制混沌信号TDS及带宽在GAFBG布拉格频率与SL中心频率之间的频率失谐和反馈强度构成的参量空间中的分布图,确定了获取弱TDS、宽带宽光混沌信号的参数范围.  相似文献   

12.
激光光源线宽对外差探测性能的影响   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
李成强  王挺峰  张合勇  谢京江  刘立生  郭劲 《物理学报》2016,65(8):84206-084206
本文根据统计理论分析了激光线宽对外差探测结果的影响, 并讨论了激光线宽对杨氏干涉条纹对比度的影响. 本文基于解析结果做了数值仿真, 所得结果表明激光线宽增加时, 外差探测方式仍可以检测到中频信号, 但在线宽较大时, 受噪声影响无法准确地提取到中频频率. 为验证理论分析结果, 使用线宽为1 MHz的激光光源进行了8.1 km外场实验, 实验结果与数值分析结论一致, 即不会因为线宽增加而无法检测到中频信号. 文中所得结论对于外差探测光源的选择有重要指导意义, 因此根据测量目标的特性和测量要求, 可按照文中结论评估光源的线宽指标.  相似文献   

13.
Feng  H.  Zhao  W.  Yan  S.  Xie  X. P. 《Laser Physics》2011,21(2):404-409
We have experimentally achieved the 8.3-ps ultra-short pulse at 10 GHz repetition rate with the time jitter as low as 590 fs in an actively mode-locked fiber ring laser. The ring-cavity laser is mode-locked by a semiconductor optical amplifier based on cross-gain modulation. The external CW source is modulated with radio frequency signal by an amplitude modulator as the external optical pulses and, then, injected into the fiber ring cavity to achieve active mode locking. Further investigating the laser output characteristics, it indicates that the linewidth of employed CW source affects properties of the generated ultra-short pulse, such as phase noise and time jitter. Ultra-short pulse at high repetition rate with low time jitter can be generated by the optimization of CW laser source.  相似文献   

14.
刘明  张明江  王安帮  王龙生  吉勇宁  马喆 《物理学报》2013,62(6):64209-064209
利用直接电流调制光反馈半导体激光器产生了符合美国联邦通信委员会关于室内无线通信频谱限定的超宽带(UWB)微波信号.基于光反馈半导体激光器速率方程组, 数值分析了偏置电流、反馈强度对混沌UWB脉冲信号的影响.研究表明, 混沌UWB脉冲频谱的-10 dB带宽分别随着偏置电流的增大和反馈强度的增强而逐渐增加; 中心频率分别随着偏置电流的增大和反馈强度的增强而逐渐增大.实验中, 产生了中心频率为6.6 GHz, -10 dB带宽为9.6 GHz的混沌UWB信号. 进一步, 通过调节偏置电流和反馈强度, 可实现混沌UWB信号的中心频率和-10 dB带宽的可调谐输出, 实验结果和数值分析相符合.此外, 实验产生的混沌UWB信号经过34.08 km的光纤传输后, 其频谱形状几乎没有发生变化, 表明该方法所产生的混沌UWB信号对光纤色散有较大的容忍度. 关键词: 超宽带 混沌激光 光反馈 直接调制  相似文献   

15.
孟丽娜  张明江  郑建宇  张朝霞  王云才 《物理学报》2011,60(12):124212-124212
利用外部光注入混沌激光器产生了完全符合美国联邦通信委员会关于室内无线通信频谱限定的超宽带(UWB)微波信号.基于外部光注入光反馈半导体激光器的速率方程组,理论研究了外部及内部参量对半导体激光器输出混沌UWB脉冲信号的影响.研究表明,UWB信号的-10 dB带宽随着光注入强度、注入失谐量以及线宽增强因子的增大而增大,随着激光器偏置电流的增大而减小.同时,UWB信号的中心频率在5–8 GHz范围内变化.在实验中,通过设定其他参量和调节光注入强度,得到中心频率及带宽可调谐的混沌UWB微波信号,传输速率达到500 Mbit/s.实验结果与理论分析相符合. 关键词: 半导体激光器 混沌激光 光生微波技术 超宽带信号  相似文献   

16.
Tong Zhao 《中国物理 B》2021,30(12):120513-120513
The sensitivity to fault reflection is very important for larger dynamic range in fiber fault detection technique. Using time delay signature (TDS) of chaotic laser formed by optical feedback can solve the sensitivity limitation of photodetector in fiber fault detection. The TDS corresponds to the feedback position and the fault reflection can be detected by the laser diode. The sensitivity to feedback level of circular-side hexagonal resonator (CSHR) microcavity laser is numerically simulated and the feedback level boundaries of each output dynamic state are demonstrated. The peak level of TDS is utilized to analyze the sensitivity. The demonstration is presented in two aspects:the minimum feedback level when the TDS emerges and the variation degree of TDS level on feedback level changing. The results show that the CSHR microcavity laser can respond to the feedback level of 0.07%, corresponding to -63-dB feedback strength. Compared to conventional distributed feedback laser, the sensitivity improves almost 20 dB due to the shorter internal cavity length of CSHR microcavity laser. Moreover, 1% feedback level changing will induce 1.001 variation on TDS level, and this variation degree can be influenced by other critical internal parameters (active region side length, damping rate, and linewidth enhancement factor).  相似文献   

17.
韩韬  刘香莲  李璞  郭晓敏  郭龑强  王云才 《物理学报》2017,66(12):124203-124203
基于光反馈半导体激光器产生的宽带混沌信号作为物理熵源生成物理随机数已得到广泛研究.线宽增强因子的存在会导致半导体激光器出现大量不稳定动态特性,因此,本文着重研究半导体激光器的线宽增强因子对生成随机数性能的影响.数值仿真结果表明:随着线宽增强因子的增加,光反馈半导体激光器输出混沌信号的延时峰值逐渐减小、最大李雅普诺夫指数逐渐增大.基于不同线宽增强因子下产生的混沌信号提取随机数,并利用NIST SP 800-22软件对生成随机数的性能进行测试.测试结果表明,选取线宽增强因子较大的半导体激光器产生混沌信号作为物理熵源易于生成性能良好的随机数.  相似文献   

18.
We report on a simple, compact, and robust 780 nm distributed Bragg reflector laser with subkilohertz intrinsic linewidth. An external cavity with optical path length of 3.6 m, implemented with an optical fiber, reduces the laser frequency noise by several orders of magnitude. At frequencies above 100 kHz the frequency noise spectral density is reduced by over 33 dB, resulting in an intrinsic Lorentzian linewidth of 300 Hz. The remaining low-frequency noise is easily removed by stabilization to an external reference cavity. We further characterize the influence of feedback power and current variation on the intrinsic linewidth. The system is suitable for experiments requiring a tunable laser with narrow linewidth and low high-frequency noise, such as coherent optical communication, optical clocks, and cavity QED experiments.  相似文献   

19.
刘庆喜  潘炜  张力月  李念强  阎娟 《物理学报》2015,64(2):24209-024209
通过在互耦合垂直腔面发射激光器(VCSELs)系统中增加外光注入, 建立了一种基于偏振可调光反馈VCSEL驱动互耦合VCSELs混沌系统模型, 分析了增加外光驱动对互耦合激光器随机特性的影响. 以不可预测度作为随机特性的评价指标, 采用信息论中的排列熵作为相应量化工具, 对系统输出混沌信号的不可预测性进行定量分析.数值研究了光强度、时延、偏振旋转角度以及驱动激光器与耦合激光器间的频率失谐对输出信号随机特性的影响.结果表明: 外光注入能够增大互耦合VCSELs输出混沌信号的排列熵, 即外光注入能够有效提高耦合系统的随机特性; 驱动激光器可调偏振片偏转角度调节到45° 附近, 注入强度适中, 满足耦合强度大于驱动激光器自反馈强度条件, 系统输出信号的排列熵较大; 在耦合时延与驱动激光器反馈时延不相等的同时, 增加驱动激光器与耦合激光器频率失谐, 外光注入互耦合VCSELs的随机特性能够得到进一步提高.  相似文献   

20.
Chaotic dynamics of a semiconductor laser subject to incoherent optical feedback (IOF) are experimentally investigated, and the external cavity time are retrieved and measured from intensity time series of the laser output by using self-correlation function and the mutual information. Through moderating feedback strength and injection current of the laser, the external cavity time signature of the laser chaotic output is effectively attenuated, and then the security of such chaos encryption system can be assured to a certain degree.  相似文献   

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