外部微扰反馈对Bragg声光双稳系统混沌的控制

针对Bragg路声光双稳系统的混沌态,提出了利用外部微扰反馈的方法对其进行控制。数值分析表明,适当选择反馈强度可将原本混沌的系统控制到各种不同的周期轨道上,同时计算了噪声对系统状态演化的影响。结果表明,系统对小幅度噪声具有一定抗干扰能力。     

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。     

相位共轭反馈下垂直腔面发射激光器动态分岔特性的理论研究

在传统半导体激光器动力学方程的基础上，突出了垂直腔面发射激光器(VCSELs)的微腔结构特点以及相位共轭反馈(PCF)的时间反演特性，建立起相位共轭反馈条件下的复合腔仿真模型。仿真结果表明：在外部反射率小于0．05的弱反馈条件下，垂直腔面发射激光器的微腔结构导致了它的动态特性与边发射器件有较大的区别，给出两者在混沌带的出现次数、存在范围以及分岔点的出现条件等方面的比较。相对于常规光反馈(COF)而言，相位共轭反馈的累积相位为零，这使得该机制下垂直腔面发射激光器表现出更为丰富的非线性特性。仿真中观察到常规光反馈经历了三个混沌带，相位共轭反馈经历了两个混沌带且稳定区域较宽；并发现在混沌吸引子产生的过程中常规光反馈光场的实虚部相空间轨迹保持对称，而相位共轭反馈的相空间轨迹则表现为对称的‘建立→破坏→再建立’这样的循环过程。     

典型控制参量对铁电液晶光电响应速度的影响

利用Pspice等效电路模型, 模拟了入射光波长、温度以及激励电压频率等典型参量对铁电液晶光电响应速度的控制作用. 模拟结果表明, 在可见光范围内, 响应速度随波长的增加而减慢; 温度参量则存在一个拐点, 响应速度在该点达到极小值; 同时, 激励电压存在一个上界频率, 当频率参量取值超过界值时会对响应速度产生较大影响.     

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.     

偏振选择互注入半导体激光器的混沌同步

研究了偏振选择互注入条件下半导体激光器的同步和混沌滤波效应。将单模互注入速率方程扩展为包含两个偏振态的理论模型,并选择X偏振态作为互注入形式,不仅为激光器产生混沌和实现同步提供了条件,还可以完全抑制Y偏振光,实现了纯偏振模式同步。通过频率失调的引入,保持了激光器主从地位的稳定。研究结果表明,主从激光器实现了时差等于注入延时的混沌同步,输出功率表现出高频振荡并伴随有对称性破坏现象。对主激光器进行调制时,同步系统表现出与单向注入相似的混沌滤波效应;对从激光器进行调制时,系统的混沌滤波效应并不明显。     

铁电液晶型光电混合系统非线性调制效应的理论分析

在以铁电液晶为非线性介质的光电混合系统中 ,选择正弦调制信号和偏压为控制参数 ,通过数值分析得到了系统的一组非线性效应状态图 ,并给出了相应的分叉、混沌等演化模式。模拟结果表明 ,铁电液晶型光电混合系统对入射光的调制可被控制在不同模式上     

奇偶反馈相位共轭腔垂直腔面发射激光器非线性系统的理论研究

针对垂直腔面发射激光器(VCSEL)与相位共轭镜(PCM)这一弱耦合系统,同时考虑到相位共轭镜奇次反馈产生共轭光,偶次反馈产生常规光这一不同于普通平面镜的奇偶效应,构建非即变相位共轭镜奇偶分开的多次反馈理论模型,对多次相位共轭反馈(PCF)下垂直腔面发射激光器非线性动力学行为进行了数值模拟。结果表明,由于引入了奇偶两种不同反馈类型,高次相位共轭镜反馈可明显改变垂直腔面发射激光器的输出动态,即使在弱反馈条件下也如此,而其对稳态特性的影响却恰恰相反。与只考虑一次反馈相比,考虑多次反馈后,弱反馈引起的系统不稳定明显被抑制,混沌区域变小并代之以稳定的倍周期态;而强反馈时,一次反馈对应的从混沌到三分岔的非线性演变方式,在二、三次反馈时分别变成了从倍周期到混沌和从准周期到混沌的演变过程。     

新型阶梯形可调谐光滤波器的优化设计

针对阶梯形可调谐光滤波器(LTOF)的结构特点,建立LTOF多光束干涉的理论模型,从理论上对其输出性能和调谐性能进行优化设计。结果表明：通过对输出谱、峰值功率、邻道串扰及3dB带宽进行数值分析和比较,得到了最优级联级数和分光比;设计出峰值损耗低于10dB,邻道串扰低于-12dB和3dB带宽低于5nm的器件,其最优级联级数和分光比分别为20和0．85。提出增大电极长度至1．4倍来覆盖整个58nm的自由频谱区(FSR)的设计方案,实现了连续调谐。     

Theoretical study on phase conjugation in weakly injected vertical-cavity surface-emitting lasers

This paper gives a detailed theoretical investigation on phase conjugation induced by nearly degenerate fourwave mixing in single mode vertical-cavity surface-emitting lasers （VCSELs） with weak optical injection. Considering VCSELs that can work in linearly polarized or elliptically polarized states, it derives the theoretical expression of the conjugated field by small signal analysis based on the vectoral rate equations-the spin-flip model. For linearly polarized state, VCSELs show similar conjugate spectra to edge-emitting semiconductor lasers. For the elliptically polarized state, dichroism and birefringence parameters as well as the spin-flip rate can change the conjugate spectra. Especially, when frequency detuning of the probe and pump waves is between the positive and negative relaxation oscillation frequency, changes are evident. For specific values of parameters, conjugate efficiency between 20 dB to 40 dB are obtained.