大幅度增加弛豫振荡频率来实现毫米级外腔半导体激光器的外腔机制转换

混沌外腔半导体激光器输出明显存在弛豫振荡特征,弛豫振荡频率小于外腔振荡频率时,外腔半导体激光器输出态是短腔机制;反之,外腔半导体激光器输出态是长腔机制.首先对比分析了弛豫振荡频率为5.6 GHz,腔长对频谱有效带宽的影响.然后同时调节注入电流和载流子寿命来大幅度地增加弛豫振荡频率.最后在弛豫振荡频率为40 GHz、腔长为毫米级(4—20 mm)时,实现由短腔机制到长腔机制的转换,进而分析了外腔反馈率和外腔长对外腔半导体激光器频谱带宽的影响.分析结果表明:短腔机制下,输出混沌态不稳定,0.1 mm的偏差就会导致混沌态与非混沌态之间的转化;长腔机制下,输出混沌态稳定,输出混沌区域较大,证明长腔机制下更有益于获得宽带连续的混沌区域.在弛豫振荡频率为40 GHz、外腔长度为毫米级时,实现了外腔半导体激光器的长腔机制,从而增大了高带宽混沌的参数空间.

利用弛豫振荡频率和输出功率测量单频钛宝石激光器的腔内损耗

提出了一种利用弛豫振荡频率测量单频激光器腔内损耗的简单方法。通过对单频激光器的弛豫振荡频率,输出功率以及腔内损耗之间关系的分析,理论得到了单频激光器腔内损耗的表达式;通过在实验上测量单频钛宝石激光器的输出功率和相应功率下的弛豫振荡频率,利用理论计算公式以及钛宝石激光器的相关参数即可获得激光器的腔内损耗值。

混沌半导体激光器的弛豫振荡频率对随机序列速率的影响

利用光反馈半导体激光器产生的混沌激光作为随机数发生器的物理熵源,分析了混沌信号自相关系数与随机序列游程数之间的联系,在此基础上研究了激光器的弛豫振荡频率f_r与随机序列速率f_n在不同比值时,序列游程数的变化情况.研究发现,当f_r/f_n=(2k+1)/4时,随机序列的游程数容易满足NIST SP800-22随机数测试标准的要求.当k=1时,得到随机序列最大速率为f_n=4f_r/3.

非均匀分布的纳米银掺杂的聚合物分散液晶全息光栅等效电路建模

聚合物分散液晶全息光栅具有电场可调的特点,材料中掺杂纳米银颗粒,能够有效降低光栅的驱动电压.由于聚合动力学的影响,会造成纳米银颗粒在光栅中的非均匀分布,即纳米银在聚合物和液晶区分布含量不均匀,表现出不同的电场调控特性.通过等效电路建模的方法研究驱动电压阈值与所施加交流电场的频率之间的关系.根据Maxwell-Wagner效应建立纳米银分别被液晶和聚合物包围的等效电路模型,具体研究在液晶条纹中,纳米银含量占总纳米银比例不同的条件下,纳米银掺杂的聚合物分散液晶全息光栅的介电弛豫时间和弛豫振荡的频率数值变化,进一步调节驱动电场频率,获得更低的驱动电压阈值.通过最优驱动电场频率范围来初步确定纳米银在光栅中的分布结构,并证明纳米银颗粒集中在液晶条纹,少量分布在聚合物条纹中.

光纤光栅外腔半导体激光器噪声特性仿真

基于激光器的增益理论和动态理论,结合经典的激光器速率方程,分析了激光器有源区尺寸、光纤光栅结构、耦合效率和注入电流等参数对频率噪声和弛豫振荡频率的影响。以获得低频率噪声和高驰豫振荡频率为目标,进行数字仿真,仿真结果表明,较小的激光器有源区尺寸、较强的外腔光反馈和较高的注入电流有利于改善噪声特性,其中注入电流的影响尤为重要。当注入电流为阈值电流的9倍时,频率噪声降低约14.7%,弛豫振荡频率增加约6.0GHz。