半导体光放大器的稳态增益饱和特性

高速全光逻辑门是实现光分组交换、光计算和未来高速大容量光传输的关键器件,近年来受到广泛的关注。半导体光放大器（SOA）因为具备体积小、工作波长范围宽、响应时间短及良好的非线性特性等优点,成为研制高速全光逻辑器件的首选。采用分段模型分析了SOA的稳态增益饱和特性,通过数值求解载流子速率方程和光传输方程对其特性进行了仿真实现。结果表明,SOA在入射光功率不同时会表现出明显的非线性;在一定范围内增加光功率,SOA增益持续增加,继续增加入射光功率,SOA逐渐进入饱和吸收状态,增益反而降低。     

探测光功率对半导体全光波长变换器性能的影响分析

根据半导体光放大器的高频滤波效应,利用动态载流子恢复时间的概念,分析了基于半导体光放大器交叉增益调制的全光波长变换器中变换信号的波形、啁啾与探测光功率的关系。理论计算表明,在保持变换信号消光比相同的情况下,在大的探测光功率下,变换信号的波形将变好,并且啁啾对变换信号码间干扰的影响会减小,理论很好地解释了文献中的实验结果。     

增益半导体光放大器的特性

为满足半导体光放大器（SOA）在光纤到户FTTH系统接入网中的广泛应用,提出了基于光纤光栅外腔反馈型GC-SOA结构的全光增益机制,窄线宽激光光源经可变衰减器、隔离器和光纤光栅注入到SOA中,SOA的输出光经隔离器和光纤光栅送至光谱分析仪,通过光纤光栅反馈输入SOA形成钳制激光。对GC-SOA的阈值特性、增益特性及开关特性进行分析,结果表明:当注入电流小于GC-SOA的阈值电流时,增益随注入电流的增加而增加;当注入电流大于GC-SOA的阈值电流后,其增益不再随注入电流的变化而变化,实现了SOA的增益稳定,使SOA的饱和输出功率得到了提高。     

增益半导体光放大器的特性

为满足半导体光放大器（SOA）在光纤到户FTTH系统接入网中的广泛应用,提出了基于光纤光栅外腔反馈型GC-SOA结构的全光增益机制,窄线宽激光光源经可变衰减器、隔离器和光纤光栅注入到SOA中,SOA的输出光经隔离器和光纤光栅送至光谱分析仪,通过光纤光栅反馈输入SOA形成钳制激光。对GC-SOA的阈值特性、增益特性及开关特性进行分析,结果表明：当注入电流小于GC-SOA的阈值电流时,增益随注入电流的增加而增加;当注入电流大于GC-SOA的阈值电流后,其增益不再随注入电流的变化而变化,实现了SOA的增益稳定,使SOA的饱和输出功率得到了提高。

     

半导体光放大器增益波动的研究

详细研究了行波半导体光放大器的增益波动特性，理论模型的建立舍弃了通常采用的载流子在光放大器中沿腔长方向均匀分布的假设。分析表明，光放大器增益波动的大小与器件端面反射率、自发发射因子以及入射光功率等因素有关。理论计算与实验结果得到了较好的吻合     

半导体光放大器中非简并四波混频效应的理论分析

对半导体光放大器有源区中的非简并四波混频(NDFWM)过程的几种主要物理机制进行了理论分析与数值计算.由载流子速率方程、密度矩阵方程及非线性波动方程出发,分别考虑产生NDFWM效应的三个主要的物理过程：载流子浓度调制(CDP),载流子热效应(CH)及光谱烧孔效应(SHB),理论推导得其各自相应的非线性耦合波方程组,并将三种物理机制对NDFWM的贡献进行了比较,同时还讨论了线宽增强因子对NDFWM的转换效率的影响. 关键词：     

基于半导体光放大器交叉偏振调制效应实现正、反相波长变换

利用琼斯矩阵,对基于半导体光放大器中的交叉偏振调制效应实现全光波长变换进行了理论分析.结果表明,利用这种机制可以实现同相与反相波长变换.在实验上同时实现了10Gb/s归零信号的正相与反相波长变换,输出消光比分别达到了6.9 dB和8.1 dB.     

行波半导体光放大器的偏振特性研究

以有源法布里－珀罗谐振腔的增益特性为基础，研究了行波半导体光放大器的偏振特性。对行波半导体光放大器的偏振灵敏度与端面反射率、增益系数、光场限制因子等诸因素之间的关系进行了理论分析和实验研究。在此基础上，讨论了改善行波半导体光放大器偏振灵敏度的若干方法，并提出了新的偏振不灵敏行波半导体光放大器结构。     

直接扣除法测量半导体光放大器频率响应

在光电子器件散射参量定义的基础上建立了基于直接扣除法的半导体光放大器频率响应测量系统,测量中通过扣除激光器和探测器系统的频率响应,得到放大器固有的频率响应。对InGaAsP体材料行波腔半导体光放大器样品进行了测量,得到了放大器在不同注入光功率和不同偏置电流下的频率响应曲线。这些曲线很好地反应了半导体光放大器的增益饱和和噪声特性,进一步分析发现半导体光放大器对低频调制信号的放大能力弱于对高频信号的放大能力,分析认为其原因在于半导体光放大器的载流子寿命有限导致低频信号长时间消耗载流子时,载流子数量无法及时恢复,从而使得增益降低。     

多电极半导体光放大器对增益特性的改善

提出了采用多电极实现电流非均匀注入来改变半导体光放大器(SOA)内部的载流子分布,从而改变其增益饱和特性的一种新的方案.用SOA分段模型的计算结果表明,与单电极均匀注入电流的SOA 相比,在同样的总注入电流下,对一个两电极SOA采用前面小后面大的非均匀电流注入,可以提高饱和输出功率和饱和输入功率.而采用前面大后面小的电流注入方式,则将使SOA更容易发生饱和,不仅饱和输出功率与饱和输入功率减小,而且增益谱在饱和后的压缩程度加大,增益谱压缩的对称性提高.对多电极SOA,可以方便灵活地调节各节之间的长度比和注入电流比来满足不同的应用要求.     

利用半导体光放大器进行光脉冲消基座的理论研究

提出了一种利用半导体光放大器(SOA)联合可调谐光滤波器进行高阶孤子压缩消基座的新方法.进行了详尽的理论分析和优化.数值计算表明,在一定条件下,这种方法能够在不展宽脉冲的前提下,对基座进行有效地抑制.     

基于半导体光放大器的平行双泵浦四波混频研究

本文对基于半导体光放大器(SOA)的平行双泵浦四波混频(DP-FWM)建立了一种新的理论分析模型.文中给出了数值计算结果和实验结果.     

关于阻容耦合晶体管放大器频率特性的精确分析

采用节点法和晶体管ｙ参数等效电路，对单级阻容耦合晶体管共射极连接放大器的频率特性进行精确的分析。     

基于交叉增益调制效应全光波长变换中半导体光放大器增益与变换光脉冲啁啾分析

对于半导体放大器(SOA),由于连续光注入其有效增益降低,本文提出基于SOA交叉增益调制效应(XGM)全光波长变换(AOWC)简化的系统模型,应用此模型详细分析了信号光功率(P_s)、信号光脉宽(t_p)、泵浦电流和探测光功率(P_cw)对于变换光啁啾的影响.     

利用半导体激光放大器放大半导体激光超短脉冲及选取单模

本文对半行波半导体激光放大器的超短光脉冲响应进行了研究,结果表明:脉宽为27ps,重复频率为1GHz的超短光脉冲通过放大器后,脉冲没有展宽,并且由于半行波半导体激光放大器对波长的选择放大性,在输入为多模的情况下,获得了单模超短脉冲输出。     

基于XGM的SOA波长变换器噪音特性分析及优化设计

利用动态载流子恢复时间可以精确模拟基于交叉增益调制的SOA全光波长变换器的饱和增益效应,本文将SOA分段ASE噪音功率和分段动态模型结合,得到沿长度分布的ASE噪音功率,并讨论了偏置电流、泵浦光和探测光的波长、功率、SOA长度对消光比和信噪比的影响理论计算结果表明,大的偏置电流有利于提高消光比和信噪比;对于一定的输入波长,相对较大的泵浦光和相对较小的探测光变换效果好;SOA的长度存在最佳值.     

NUMERICAL STUDY OF A RATIONAL HARMONICAL MODE-LOCKED SEMICONDUCTOR OPTICAL AMPLIFIER FIBER RING LASER

Based on the self-reproduction theory, a rational harmonic mode-locked semiconductor optical amplifier fiber ring laser was numerically investigated. The system parameters effects on pulse-amplitude equalization of rational harmonic mode locking was analyzed and the numerical result shows that the 2∼5 order rational harmonic mode-locked pulse with the small amplitude ripple can be obtained only by adjusting the system parameters.     

使用半导体光放大器的全光解复用器的性能分析

本文对使用半导体光放大器的Sagnac和Mach Zehnder全光解复用器进行了理论分析,在分析中综合考虑了控制脉冲宽度和半导体光放大器长度的影响。分析结果表明这种解复用器可获得的最小开关窗口由控制脉冲宽度和半导体光放大器长度决定,此外由分析可知,不但这种解复用器的开关速率,而且其被解出的分支信号的速率都不受半导体光放大器张弛时间的限制。     

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。