平行光注入多横模1550nm垂直腔面发射激光器的非线性动力学实验研究

实验研究了平行光注入下多横模1 550nm垂直腔面发射激光器(1 550nm-VCSEL)输出的非线性动力学特性.对于一个在自由运行时腔内同时存在基横模和一阶横模(高阶模)的1 550nmVCSEL,其两横模的主激射模均为Y偏振模式(Y-LP),当受到偏振方向沿自由运行时主激射模式偏振方向的外部光注入(即平行注入)时,实验研究结果表明:当平行注入光的频率ν_(inj)更临近基横模YLP频率ν_(fy)时(此时频率失谐Δν_f定义为Δν_f=ν_(inj)-ν_(fy)),在注入光强度P_(inj)增加的过程中,基横模Y-LP呈现多种动力学状态,而高阶模Y-LP出现的动力学状态相对较少,且能量逐渐减小.当P_(inj)增加到一定值时,高阶模Y-LP完全被抑制,此时1 550nm-VCSEL处于单模工作状态,即实现了基横模YLP的模式选择.随Δν_f的逐渐增加,实现基横模Y-LP模式选择所需的最小注入光强度P_(inj,min)先减小,达到一个最小值后再逐渐增加;在给定的Δν_f条件下,P_(inj,min)随偏置电流I增加而增大.当平行注入光的频率ν_(inj)更靠近高阶模Y-LP的频率ν_(hy)时(此时频率失谐Δν_h定义为Δν_h=ν_(inj)-ν_(hy)),在P_(inj)增加的过程中,高阶模Y-LP和基横模Y-LP均呈现出多种非线性动力学状态,但实验过程中未观察到基横模Y-LP完全被抑制的现象,即未实现高阶模Y-LP的模式选择.