非即变相位共轭反馈对半导体激光器动态特性的影响

从四波混频产生相位共轭的物理原因出发,定义了相位共轭镜（PCM）的响应时间．建立起非即变相位共轭反馈条件下半导体激光器的外腔模型。以响应时间及频率失调为参变量,对其分岔及噪声等动态行为进行数值分析。结果表明,不考虑噪声影响时,增加相位共轭镜响应时间会使混沌带出现的次数和范围得到较大的抑制,当响应时间增大到1．5ns时,混沌带消失,半导体激光器保持稳定的单周期状态;考虑噪声影响后,随若响应时间的相对强度噪声（RIN）可减小几dB甚至十几dB,产生突变需要的反馈量也增大一个数量级以上,且其频谱的峰值向高频方向移动;另外,由于共轭反馈引起的频率失调低于半导体激光器激射频率3个数量级以上．它只对分岔特性有影响．对相对强度噪声的影响几乎为零。     

两种调制方式下主从激光器同步性能的理论研究

 以单周期信号为例，数值模拟并讨论了注入频率和注入光场波动强度对主从式半导体激光器同步性能的影响。分别通过直接调制和外部调制两种方式获得单周期信号，并采用改进的参数——相似指数评价系统的同步性能。研究结果表明：当注入强度足够大时，系统实现注入锁定同步，外部调制的相似指数大于内部调制；注入强度恒定时，同步品质几乎不受调制指数的影响，而受调制频率的影响；由于内部、外部调制引起主激光器的输出反相，两种调制方式下同步品质随调制频率的变化趋势也相反。     

Polarization switching and synchronization of mutually coupled vertical-cavity surface-emitting semiconductor lasers

Polarization switching （PS） dynamics and synchronization performances of two mutually coupled vertical-cavity surface-emitting lasers （VCSELs） are studied theoretically in this paper. A group of dimensionless rate equations is derived to describe our model. While analysing the PS characteristics, we focus on the effects of coupling rate and frequency detuning regarding different mutual injection types. The results indicate that the x-mode injection defers the occurrence of PS, while the y-mode injection leads the PS to occur at a lower current. Strong enough polarization-selective injection can suppress the PS. Moreover, if frequency detuning is considered, the effects of polarization-selective mutual injection will be weakened. To evaluate the synchronization performance, the correlation coefficients and output dynamics of VCSELs with both pure mode and mixed mode polarizations are given. It is found that performance of complete synchronization is sensitive to the frequency mismatch but it is little affected by mixed mode polarizations, which is opposite to the case of injection-locking synchronization.     

双包层光纤激光器的受激拉曼散射与热应力

 建立了高功率掺镱双包层光纤激光器的速率方程模型与热应力模型，对影响受激拉曼散射效应和热应力效应的关键参数（如纤芯半径、光纤长度、泵浦波长、泵浦方式）进行了数值模拟。结果表明:对于较小的纤芯半径，光纤内的斯托克斯光功率较大且增长迅速，因此增加纤芯半径能有效减弱受激拉曼散射效应；减小光纤长度能提高受激拉曼散射的阈值，而纤芯的热应力也增大，因此在不出现热应力引起光纤断裂的情况下，可以减小光纤长度以提高输出功率；采用976 nm波段泵浦源能提高输出功率，降低热应力的影响；两端均匀泵浦方式可以有效降低纤芯热应力，同时维持高功率输出。     

Exciton-polariton in WS_2 microcavity in the presence of the optical Stark effect

Exciton-polaritons offer an exceptional platform for future photoelectronic and quantum information applications. The influence of the optical Stark effect on exciton-polaritons in a microcavity embodied with a monolayer WS2 is studied. A polarization dependent model is proposed to study the change of strongly coupled excitons and photons in a WS2 microcavity. It is revealed through both steady and dynamical states analysis that an outside optical Stark pulse can effectively vary the polariton characteristics, such as dispersion, exciton, and photon fractions, through blue shifting of excitonic resonance. Thus, the analysis and control of exciton-polaritons in a WS2 microcavity via a spin-selective trigger could be achievable.     

耦合反馈控制双环掺铒光纤激光器混沌

 提出双环掺铒光纤激光器耦合反馈控制混沌的物理模型,利用定向耦合器将系统的输出变量反馈到系统中,通过间接控制损耗系数,并选取适当的反馈系数,实现对系统混沌的控制。分析了反馈系数对激光器由混沌态进入周期态和稳定态的动力学行为的影响。数值模拟表明：改变系统损耗系数,双环掺铒光纤激光器可由周期态进入混沌态;加入耦合反馈,适当调制反馈系数,可以将双环光纤激光器混沌控制到周期态和稳定态上;提高系统反馈系数,系统进入稳定态的时间变短。选取不同的系统初值,激光器总能得到两种不同的奇怪吸引子,可见双环掺铒光纤激光器具有双稳态特征。     

基于线性光放大器的全光逻辑异或门理论分析

基于速率方程建立了线性光放大器(LOA)的数值模型,模拟了线性光放大器的增益钳制特性。与对称结构马赫曾德尔干涉仪(MZI)的传输矩阵相结合,构建了线性光放大器马赫曾德尔干涉仪全光逻辑异或门模型,实现了两路40Gbit/s信号的异或运算。与传统的半导体光放大器(SOA)构成的马赫曾德尔干涉仪型异或门进行了比较,从器件结构上对两种异或门运算结果的差异给出了解释。结果表明,线性光放大器具有平坦的增益特性,对输入信号的扰动具有不敏感性,垂直光场缩短了载流子恢复时间;线性光放大器马赫曾德尔干涉仪结构可以实现异或运算;利用差分相位法可以解决载流子恢复时间对信号处理速度的限制,合理地选择延迟时间能获得较好的运算结果;输出信号具有眼图张开度大、消光比高、峰值啁啾小、对波长变化不敏感等优点。     

激光器自发辐射噪声对混沌光通信系统的影响

构建了基于外光反馈的混沌光通信系统模型, 通过引入Langevin噪声源, 建立了包含自发辐射噪声特性的主从式速率方程. 利用所得数学模型, 研究了系统中可能存在的两类同步:全混沌同步和普通注入锁模型混沌同步; 分析了两端激光器自发辐射噪声对此二类同步以及系统收发两端混沌信号的影响; 最后,以2.5Gb/s伪随机数字调制下的混沌掩蔽方式为例,介绍了系统的加/解密过程以及噪声对系统解码性能的影响. 关键词： 混沌光通信 外光反馈 光注入 混沌同步 自发辐射噪声     

拉曼放大布里渊光时域分析系统非局域效应

应用包含探测光、布里渊泵浦光及拉曼泵浦光相互作用理论模型,数值分析了基于拉曼放大的长距离布里渊光时域分析仪非局域化特性。结果表明:非局域化随探测光及拉曼泵浦功率增加而恶化;通过频分复用(将具有不同布里渊频移的光纤拼接)及时分复用技术(同时对布里渊泵浦及探测光进行脉冲调制),可有效缩短布里渊泵浦与探测光的作用距离,达到较理想的抑制非局域效应结果。