半导体光纤环形腔激光器调谐特性的实验研究

采用国产半导体器件,组建了半导体光纤环形腔激光器(FRSLs)的实验装置及相应的测试系统,系统地研究了FRSLs的输出和调谐特性.结果表明,已实现高速调制情况下的动态单纵模调谐,并获得波长调谐范围大于36nm的稳定光脉冲输出.确立了FRSLs的阈值特性、输出功率等物理参量与振荡波长之间的关系,提出通过控制分光比来优化和兼顾FRSLs的调谐范围及输出功率.实验结果较好地与理论模拟结果相吻合,为进一步改善FRSLs的性能指标提供了实验依据.同时,这些分析与结论对于相关结构类型的激光器设计也具有一定的参考价值.     

基于半导体光放大器环形腔的全光频率倍增/恢复

提出了一种利用具有干涉作用的半导体光放大器(SOA)环形腔实现全光频率倍增/恢复的新方法,该方法同相关实验比较具有显著优势.数值结果表明:2.5 GHz的光脉冲序列注入SOA环形腔,可输出重复频率为5～25 GHz振幅均衡、与入射光偏振无关的光脉冲序列;SOA的偏置电流对SOA环形腔输出脉冲振幅的均衡度影响显著,对于基频为2.5 GHz和10 GHz输入脉冲序列分别存在一最佳的SOA偏置电流值;从传输速率为2.5 Gbit/s的27-1伪随机信号中可提取出重复频率为分别2.5 GHz和5 GHz的幅度均衡的时钟信号.     

有源光纤环形腔中光放大器的作用

有源光纤环形腔中光放大器可以补偿腔内损耗，提高有源腔的有效精细度，但不能减小入射光时间相干性的影响，同时它也会使腔带阻端输出的阻特性变为带通特性，所以对有源环形腔器件，应使用输出特性不随增益变化的带通特性。     

输入信号消光比对光纤环形腔实现光信号复制的影响

首次从理论上推导利用光纤环形腔实现信号复制时输入信号消光比对环形腔输出信号消光比影响的定量关系,并在实验上观察到光信号中连续光基座引起复制信号消光比恶化的现象.实验测得了输入信号消光比对输出信号恶化程度的定量关系,与理论结果相符.通过减小连续光基座,实现了光纤环形腔对光信号的多次复制.利用掺铒光纤放大器(EDFA) 对环形腔进行功率补偿,及半导体光放大器(SOA)对输出信号进行功率均衡,实现了半功率复制10次以上.     

半导体光放大器

1　前言　　光纤放大器具有优异的放大特性 ,现已达到实用化水平 ,它给最近波分多路传输技术的发展等光通信系统的构成带来了很大冲击。随着半导体激光器的高性能化 ,对半导体光放大器进行了基础研究[1 ] 。从半导体激光器所具备的特征来看 ,即可以采用电流注入激励和小型化等 ,迫切期望半导体光放大器向高性能化发展。虽然目前还存在着与光纤的耦合、串话、偏振波依赖性、噪声等问题 ,但是目前已在热烈地讨论它与光开关、调制器、激光器等其它半导体光器件单片集成化的可能性 ,以及利用放大器的宽带宽、或者半导体光放大器所具备的大非线性…     

垂直腔半导体光放大器

本介绍了一种新型光放大器——垂直腔半导体光放大器的产生背景、工作原理、性能特点及系统装置，并与当前几种热门的光放大器做比较，进一步说明它所具有的独特优点及在下一代光通信网络和光信息处理中的应用优势。     

垂直腔半导体光放大器调谐输出特性分析

为了分析垂直腔半导体光放大器的调谐输出特性,考虑到有源腔有效折射率和载流子浓度之间的关系,并结合载流子速率方程,采用建立腔内平均光子数与输入信号光功率之间的关系的研究方法,对垂直腔半导体光放大器的调谐输出特性进行了理论分析和数值仿真.结果表明,在一定的输入光功率和波长条件下,可以观察到双稳现象;双稳环的宽度随着输入光功...     

光纤环形腔半导体激光器全光波长转换特性分析

提出了一种基于光纤环形腔半导体激光器的全光波长转换方案。利用稳态速率方程,导出了激光器有源区载流子密度与偏置电流及输入信号光功率关系的隐函数表达。从而研究了待转换的信号光及偏置电流对转换光功率和消光比的影响。     

垂直腔半导体光放大器频率响应特性研究

从速率方程出发,利用小信号分析方法对垂直腔半导体光放大器(VCSOA)的频率响应特性进行了研究.在考虑了量子阱材料中的增益和载流子浓度之间的对数关系后,得到了VCSOA的峰值响应频率以及3 dB频率响应带宽的解析表达式.结果表明,VCSOA的频率响应特性受抽运光强度、输入光功率以及自发辐射因子的影响.     

基于腔内光放大器结构的光纤激光器噪声抑制方法

设计了一种将半导体光放大器耦 合于光纤激光器腔内的结构,以抑制光纤激光器的相对强 度噪声。基于半导体光放大器的增益饱和效应,将光纤 激光器在弛豫振荡峰处的相对强度噪声抑制了30 dB。更进 一步地,通过腔内的放大器结构使得放大器内部的光学 强度达到一个稳定态,最终使得激光器的频率噪声没有因 光放大器的加入而产生劣化。     

Optical Packet Replicator Using Cascaded SOA-Based Active Fiber Ring

The optical packet replicator using a cascaded semiconductor optical amplifier (SOA)-based active fiber ring is proposed. By introducing the noncircular assistant light into each stage and adopting a two-stage cascaded structure, 100 replications with identity amplitude are realized. Due to accumulation of amplified spontaneous emission noise, the output signal-to-noise ratio (SNR) of the 100th replication degrades 3.8 dB, which is equivalent to the SNR degradation of 19th replication in a single ring. The number of replications can be controlled by configuring driving pulses of SOA and each interval of hundreds of replications is equal accurately. It can be employed in ultraspeed sampling without any phase jitter.     

基于半导体光放大器的可调谐环形腔激光器的激光建立过程

基于半导体光放大器(SOA)的环形腔激光器可实现高达兆赫兹的高速调谐,在光纤通信和光纤传感领域有广泛应用。采用稳态模型和分段算法研究SOA自发辐射特性,并基于此分别讨论了使用高斯型滤波器和法布里-珀罗(F-P)滤波器的两种可调谐环形腔激光器,研究了激光建立过程的特性,包括输出光谱和输出光功率随绕行圈数的变化,讨论了波长调谐的速度。结果表明,F-P滤波器的环形腔可以更快建立激光振荡,便于实际高速调谐应用。     

采用半导体光放大器的多波长光纤环形激光器

报道了一种插入马赫-曾德尔(M-Z)光纤干涉仪的半导体光放大器(SOA)多波长光纤环形激光器,实现了信道间隔为100 GHz的稳定的多波长连续光激射,其输出光谱3 dB带宽为19.5 nm,消光比大于30 dB.其中在17.9 nm范围内获得了22个波长的连续光,功率不平坦度为1.2 dB,总输出功率为5.1 dBm.对该结构的多波长激光器输出光谱宽,不同波长间功率波动小的特性进行了分析,提出在较低环腔损耗下,半导体光放大器的增益饱和及四波混频(FWM)效应的共同作用使环腔内多波长光功率获得自动均衡;并对实验观测到的激光器输出光谱带宽及中心波长随半导体光放大器驱动电流降低或环腔损耗增大而减小的现象进行了讨论.     

基于半导体光放大器交叉增益调制效应的主动锁模光纤激光器

提出一种腔内损耗小的基于半导体光放大器(SOA)交叉增益调制效应(XGM)的主动锁模光纤激光器结构。使用光环行器成功减小了激光器的腔内损耗,提高了激光器的输出功率。从理论上对有理数谐波锁模过程中腔内脉冲复合的物理机制进行了详细分析。利用有理数谐波锁模技术,在调制频率为10 GHz下,得到了重复频率为30 GHz的皮秒级光脉冲序列输出,其峰值功率约0.5 mW。由于半导体光放大器的宽增益谱与滤波器的较大可调谐范围,使得激光器输出可以在较大的波长可调谐范围内保持较大功率输出。成功实现了调制频率为20 GHz的谐波锁模短光脉冲输出,可调谐范围达40 nm,峰值功率大于0.65 mW。半导体光放大器和激光器的短腔长保证了激光器的长期稳定性。     

用于光纤传输系统的半导体激光放大器

本文主要介绍用于光纤传输系统的行波半导体激光放大器(TWSLA)。首先描述 TWSLA 的激光器刻面抗反射(AR)涂层的特性,然后描述半导体激光放大器(SLA)的重要特性,如小信号增益、信号增益饱和及噪声特性,最后讨论了 TWSLA 的结构设计。     

基于半导体光放大器的可调谐激光器

采用半导体光放大器设计实现了可调谐频域锁模激光器,可得到调谐范围宽、稳定性高的激光输出,基于半导体光放大器的可调谐激光器可用于光纤光栅传感系统,提高系统信噪比和解调精度,增强复用能力,改善系统性能.     

AlGaInAs-InP材料系 1550nm偏振无关半导体光放大器(英文)

采用低压金属有机气相外延设备生长并制作了 1 5 5 0 nm Al Ga In As- In P偏振无关半导体光放大器 ,有源区为 3周期的张应变量子阱结构 ,应变量为 - 0 .4 0 % .器件制作成脊型波导结构 ,并采用 7°斜腔结构以有效抑制腔面反射 .经蒸镀减反膜后 ,半导体光放大器的自发辐射功率的波动小于 0 .3d B,3d B带宽为 5 6 nm.半导体光放大器小信号增益近 2 0 d B,带宽大于 5 5 nm.在 1 5 0 0～ 1 5 90 nm波长范围内偏振灵敏度小于 0 .8d B,峰值增益波长的饱和输出功率达7.2 d Bm.     

AlGaInAs-InP材料系1550nm偏振无关半导体光放大器

采用低压金属有机气相外延设备生长并制作了1550nm AlGaInAs-InP偏振无关半导体光放大器,有源区为3周期的张应变量子阱结构,应变量为-0.40%.器件制作成脊型波导结构,并采用7°斜腔结构以有效抑制腔面反射.经蒸镀减反膜后,半导体光放大器的自发辐射功率的波动小于0.3dB,3dB带宽为56nm.半导体光放大器小信号增益近20dB,带宽大于55nm.在1500～1590nm波长范围内偏振灵敏度小于0.8dB,峰值增益波长的饱和输出功率达7.2dBm.     

AlGaInAs-InP材料系1550nm偏振无关半导体光放大器

采用低压金属有机气相外延设备生长并制作了 1 5 5 0 nm Al Ga In As- In P偏振无关半导体光放大器 ,有源区为 3周期的张应变量子阱结构 ,应变量为 - 0 .4 0 % .器件制作成脊型波导结构 ,并采用 7°斜腔结构以有效抑制腔面反射 .经蒸镀减反膜后 ,半导体光放大器的自发辐射功率的波动小于 0 .3d B,3d B带宽为 5 6 nm.半导体光放大器小信号增益近 2 0 d B,带宽大于 5 5 nm.在 1 5 0 0～ 1 5 90 nm波长范围内偏振灵敏度小于 0 .8d B,峰值增益波长的饱和输出功率达7.2 d Bm.     

垂直腔半导体光放大器双稳及逻辑特性的理论研究

基于垂直腔半导体光放大器(VCSOA)双稳模型,从数值上分析了VCSOA的双稳条件、双稳控制以及双稳环简并下的AND逻辑实现.结果表明,在阈值附近(大于阈值的93%)和初始相位失谐量为负的情况下,输出光功率出现双稳态.偏置电流为阈值的98%时,输入光功率在5.5μW和2.2μW处发生上下跳变的结果与实验报道结果吻合得较好.同时,从理论上给出了偏置电流、相位失谐量、线宽展宽因子、顶端面反射率等控制参数对VCSOA开关功率、跳变点、双稳环宽和环宽简并以及对比度的影响规律.