半导体激光器光热光强调制的频率与相位特性

本文在半导体激光器结温变化主要由限制层光热转化引起的情况下,通过求解热传导方程和速率方程得到半导体激光器光热光强调制的频率特性和相位特性.分析表明理论同实验结果相一致.     

分布反馈半导体激光器频率调制特性的速率方程分析

本文引入描述分布反馈半导体激光器中光场纵向分布不均匀对其阈值条件影响的α_p和δ_p因子.建立了包含空间烧孔效应的速率方程模型,并给出小信号强度、频率调制响应表达式.数值求解理想分布反馈半导体激光器的α_(th)L和δL随平均光子密度变化曲线及对应的α_p和δ_p因子.数值模拟表明,空间烧孔对调制特性影响甚大,频率调制相应与偏置电流有关,为得到较宽的调制频带必须适当选择工作点.     

基于半导体激光器的全光波长转换的理论研究

全光波长转换是全光网络的关键技术之一。利用多模半导体激光器的速率方程,建立了基于半导体激光器的全光波长转换器的理论模型,该模型不仅考虑了注入信号光对激光腔内载流子的消耗,而且考虑了激光腔对注入信号光的放大作用。利用该模型分析了半导体激光器工作电流、注入信号光功率以及码率各参数对波长转换特性的影响。结果对于确定基于半导体激光器的全光波长转换器件的最佳工作条件有一定的参考价值。     

线宽增强因子对外光注入半导体激光器非线性单周期振荡特性的影响

线宽增强因子是影响半导体激光器输出特性的一个重要参量,不同材料不同结构类型的半导体激光器的线宽增强因子有较大的差异.利用光注入半导体激光器的单模速率方程模型,数值研究了线宽增强因子对外光注入半导体激光器的非线性单周期振荡特性的影响.结果表明:外光注入半导体激光器的动态特性对线宽增强因子的变化极为敏感,随着线宽增强因子的...     

相干长度可连续调谐的半导体激光器

实验利用光反馈的方法获得了相干长度连续可调的半导体激光光源.通过调节反馈强度及抽运电流,有效控制了光反馈半导体激光器的相干长度.其相干长度可由无反馈时的几米连续调至100 μm.同时,利用光反馈半导体激光器速率方程,数值模拟了反馈强度及抽运电流对半导体激光器相干长度的影响.实验及数值模拟均表明：通过调节反馈强度的大小可以有效控制半导体激光器的相干长度,光反馈半导体激光器的相干长度随反馈强度的增大而减小,而偏置电流对相干长度无明显影响.模拟结果与实验结果符合. 关键词： 光反馈半导体激光器 相干长度 反馈 混沌     

光注入半导体激光器产生可调谐高频微波

利用光注入半导体激光器产生的单周期振荡,实验获得了61—129 GHz范围内频率连续可调的微波光信号.同时利用半导体激光器速率方程,对光注入半导体激光器产生高频微波进行了数值模拟.模拟和实验结果均表明微波信号产生于注入光和激光器腔模之间的拍频现象,其频率随着注入光强度和波长失谐的增大而增大,模拟结果预测该方法可以产生频率大于40 GHz的高频微波. 关键词： 光通信 光生微波 拍频 半导体激光器     

基于法布里-珀罗半导体激光器实现高重复频率光脉冲的时钟分频

实验研究了重复速率为6.32 GHz的光脉冲注人法布里-珀罗(Fabry-Perot)半导体激光器实现3.16 GHz光脉冲输出的时钟分频现象,讨论了 Fabry-Perot半导体激光器的偏置电流、注入光功率、注入光光谱以及光谱线宽等因素对时钟分频的影响.利用光注入半导体激光器产生的周期二振荡非线性动力学特性.实现了高重复速率光脉冲的时钟分频.研究表明,当注入光的光谱较窄且锁定Fabry-Perot半导体激光器某一纵模时,在较低的偏置电流和一定的注入光功率时,时钟分频才能发生.采用半导体激光器的速率方程.通过数值模拟,研究了半导体激光器的偏置电流和线宽增强因子以及注入光功率对时钟分频的影响,所得结果与实验结果相吻合.     

电负反馈半导体激光器半经典理论

本文建立了电负反馈半导体激光器的半经典速率方程模型,导出此类激光器的FM噪声功率谱密度,从而证明电负反馈技术可压窄激光器线宽。在反馈带宽之内激光器的频偏功率比(CPR)减小(1+H)倍,而带宽以外则不受影响,因此这类激光器可用作直接调制FSK相干传输系统光源。由于激光器直接频率调制时相位延迟的限制,l/f型FM噪声是限制谱线压缩的主要因素。 关键词：     

用行波速率方程组确定半导体激光器的输出场

为了解决在平均场近似速率方程中自洽地由激光器腔内平均场来确定输出场的问题,以半导体激光器为例,采用集总形式的端面反射率,通过求解行波速率方程组,得出了半导体激光器腔内平均光子数密度与输出光子数密度的解析关系式.结果表明,半导体激光器输出场与腔内平均场之比是一个与泵浦电流有关的量,把它当成常数是有偏见的.     

Yb离子抽运动力学及脉冲储能特性研究

从准三能级Yb离子的能级结构出发，建立了Yb离子的抽运和激光速率方程，结合解析和数值方法，研究了Yb激光介质的抽运动力学过程，包括抽运激发效率、最低抽运强度、激光能量提取效率等关键参数.比较了三类典型的Yb激光介质性能：Yb:S-FAP,Yb:YAG以及Yb:FP-glass.以放大自发辐射(ASE)为设计判据，重点研究了脉冲储能型Yb激光器的设计准则，包括增益介质的厚度与掺杂浓度.最后利用此模型给出了基于Yb:S-FAP以及Yb:YAG的100J级二极管抽运固体激光器(DPSSL)的总体设计参数.将对基于Yb激光介质的脉冲储能型DPSSL的设计提供有益的参考. 关键词： Yb离子 速率方程 抽运动力学 二极管抽运固体激光器     

双外腔反射半导体激光器中低频波动的研究

从麦克斯维方程组出发,推导得出了双外腔半导体激光器在任意量双外部反馈情况下的速率方程利用数值分析方法,研究了双外腔反射半导体激光器的动态特征研究发现:当激光器注入电流高于阈值时,双外腔反射会引起激光器输出的低频波动现象并研究了低频波动的频率与反馈量的关系。     

小功率量子阱激光器的大信号调制特性

在小信号理论的研究基础上,本文对量子阱半导体激光器的大信号调制响应特性进行了研究。大信号调制下的非线性增益效应使得速率方程求解过程变得很复杂,载流子密度和光子密度的不仅与时间有关也与频率有关。本文先建立多量子阱激光器的速率方程模型,然后数值求解速率方程,对小功率激光器的大信号调制带宽进行了分析。     

半导体激光器输出功率的线性特性研究

本文从理论上研究了半导体激光器输出功率的线性特性.通过求出半导体激光器多模速率方程组的隐式解析解,我们获得了半导体激光器输出功率对电流的一阶至三阶导数的解析表达式.在此基础上,我们模拟了半导体激光器的输出功率和输出功率对电流的一阶至三阶导数随电流的变化曲线.     

色散补偿及高阶孤子压缩啁啾光脉冲的理论与实验研究

利用半导体激光器的单模速率方程及超短光脉冲在光纤中传输的非线性薛定谔(NLS)方程，从理论及实验上研究了增益开关DFB半导体激光器出射的啁啾光脉冲在色散补偿光纤(DCF)及色散位移光纤(DSF)中的压缩过程与规律.实验上，从1.55μm增益开关DFB半导体激光器出射的重复频率为2.5GHz、脉冲宽度为53.8ps的光脉冲经色散补偿光纤压缩至12ps,而后利用色散位移光纤中的高阶孤子压缩效应将脉冲压缩至2.5ps.改变色散位移光纤参数及入射光功率后获得最窄光脉冲宽度为2.1ps.理论与实验结果符合. 关键词：     

使LD泵浦源的发射与激活媒质的吸收相匹配的简易扫描光谱技术

近年来半导体激光器常被用来作为固体激光器的泵浦光源,本文提出了一种简单有效的双光路光谱扫描技术,它可以实时地使半导体激光器的发射光谱与激活媒质的吸收峰相吻合,以提高泵浦效率.本文还从理论上论证了这种方法的可行性.另外,由于半导体激光器的发射光谱的带宽比较宽,用这种方法测得的激活媒质的吸收曲线的峰宽(δλ)₁大于它的实际带宽δλ.(δλ)₁、δλ和半导体激光器发射光谱的带宽dλ之间满足勾股定理.     

双光纤光栅外腔半导体激光器相干失效研究

根据双光纤Bragg光栅(FBG)外腔半导体激光器相干失效的物理过程, 运用速率方程和双FBG耦合模理论, 分析了双FBG外腔半导体激光器相干失效产生和控制的条件, 提出了实现和控制双FBG外腔半导体激光器相干失效多模稳定工作的方法. 双FBG外腔半导体激光器在相干失效下具有多模的稳定工作状态, 相干失效长度缩短, 相干失效长度内光谱稳定. 实验测量结果表明, 外腔反射率为3%时, 从非相干失效状态到相干失效状态, 半峰值全宽度从0.5 nm突然展宽到0.9 nm. 在相干失效状态下, 功率稳定, 边模抑制比大于45 dB, 在0℃–70℃工作温度范围内峰值波长漂移小于0.5 nm, 最小相干失效长度小于0.5 m. 双FBG外腔半导体激光器相干失效的应用对提高光纤放大器和光纤激光器的性能具有重要意义. 关键词： 非线性 半导体激光器 双光纤Bragg光栅 相干失效     

带调谐光纤F-P腔的光纤环腔半导体激光器的频偏特性研究

本文由速率方程出发分析了带调谐光纤F-P腔的光纤环形腔半导体激光器的频偏特性,结果表明在低频时的频偏功率比自由运转激光器低,而在高频时则趋于一致。改变调制频率和F-P腔的腔长可以改变激光器的频偏功率比,选择适当的调制频率和F-P腔参数就能获得不同的频偏特性。     

非链式脉冲DF化学激光器反应动力学模型

依据非链式脉冲氟化氘(DF)激光器的反应机理, 采用速率方程理论, 综合考虑了基态DF分子、D₂分子、D原子、F原子对激发态DF分子的消激发作用, 建立了非链式脉冲DF激光器反应动力学模型. 运用Runge-Kutta法对该模型进行数值计算, 得到了增益区内各组分粒子数密度随时间的变化关系. 进而运用该模型研究了工作气体配比和输出镜反射率对DF激光器腔内光子数密度、 单脉冲能量、脉冲宽度和输出功率的影响, 得到了最佳气体配比和最佳输出镜反射率参数. 采用放电引发方式对非链式DF激光器进行了实验研究, 实验测得脉冲波形及单脉冲能量与速率方程理论模型计算结果基本一致. 本文的研究结果可为非链式脉冲DF激光器的优化设计提供理论参考. 关键词： 脉冲DF激光器 动力学模型 速率方程 数值计算     

线宽增强因子对外光注入半导体激光器非线性单周期振荡特性的影响

线宽增强因子是影响半导体激光器输出特性的一个重要参量,不同材料不同结构类型的半导体激光器的线宽增强因子有较大的差异.利用光注入半导体激光器的单模速率方程模型,数值研究了线宽增强因子对外光注入半导体激光器的非线性单周期振荡特性的影响.结果表明:外光注入半导体激光器的动态特性对线宽增强因子的变化极为敏感,随着线宽增强因子的增加,在负失谐注入范围内单周期振荡区域显著增大,同时注入锁定的稳态输出被大大抑制.分析了线宽增强因子对非线性单周期振荡光谱特性和振荡频率的影响,结果表明:随着半导体激光器线宽增强因子的增大,单周期振荡的频率越大|当线宽增强因子不变时,单周期振荡的频率随注入光强度和频率失谐的增加而增加.     

外腔半导体激光器调谐输出曲线双稳环的多样性及多解与基本参量的关系

研究了因折射率与载流子相互关联而引起的外腔半导体激光器的双(多)稳特性,分析了不同条件下的各种不同形状的载流子密度双稳环及相应情况下的功率双稳环.导出了在外腔式半导体激光器的载流子-频率(N-ν)或功率-频率(P-ν)曲线出现多解的条件,并以此进行了相应的讨论. 关键词：