以自激注入锁定方式生成边模抑制比高的可调谐双波长超短光脉冲

介绍一种简单的以自激注入锁定方式、生成边模抑制比改善的、可调谐双波长超短光脉冲的实验系统.系统通过调整两个B ragg光纤光栅和光延迟线,可方便地调谐两个不同波长及其间距,从而获得双波长光脉冲输出.实验显示,在20.7nm的波长调谐范围内,可获得边模抑制比接近或高于30dB的双波长光脉冲输出.系统简单,且波长调谐方便.

外腔长度变化对外腔半导体激光器边模抑制比的影响

根据光纤光栅外腔半导体激光器（FBG—ECL）的等效腔模型，通过分析半导体激光器（LD）、外腔及光纤光栅（FG）三者的共同作用，利用光纤光栅外腔半导体激光器的相位条件确定FGESL的激光纵模分布，理论上研究了FGESL的边模抑制比（SMSR）随FG外腔长度的变化．结果表明：SMSR的大小跟外腔长度的选择有很大的关系，在其他参数相同的情况下，外腔长度的微小变化可以引起边模抑制比很大的波动．从总体上看，外腔较长时的比外腔较短时的边模抑制比要小；当外腔长度为8～11mm时，光纤光栅半导体激光器有比较高的边模抑制比（SMSR〉40．8dB），并且边模抑制比随外腔长度的变化比较平稳.

注入电流对外腔半导体激光器边模抑制比的影响(英文)

考虑半导体激光器(SL)、光纤光栅外腔(FGE)二者的共同作用,在确定光纤光栅外腔半导体激光器(FGESL)的激光纵模分布后,利用FGESL满足的多模速率方程,研究了注入电流对FGESL边模抑制比的影响.数值模拟的结果表明:FGESL的边模抑制比(SMSR)随注入电流的增大总体上呈现上升趋势,但其变化过程中有波动,在短外腔时尤其明显.

基于二次曝光切趾技术的光纤光栅边模抑制性能研究

介绍了通过二次曝光来获取折射率直流分量的方法从而达到光纤光栅(FBG)反射谱切趾效果。在与基于不同的变迹光束所获得单次曝光切趾光纤光栅反射谱的横向比较和分析后,表明二次曝光切趾技术(二次切趾)的光纤光栅在反射谱边模以及带宽抑制性能上具有更加优良的效果。为二次切趾光纤光栅应用于密集波分复用系统中提供了理论根据和有益的参考。

基于光电混合双环的高边模抑制比振荡器

为了进一步有效提高光电振荡器的性能,提出了一种基于光电混合双环的高边模抑制比振荡器。利用两级电功分器构成电增益环腔,结合偏振分束器和偏振合束器形成的光纤双环结构,在没有引入外调制器和电滤波器的前提下,得到了高边模抑制比的小型化光电振荡器。实验中光纤长度取110m和2km,获得了中心频率为11.4GHz的微波信号,边模抑制比为60dB,其相位噪声为-103.6dBc/Hz@10kHz。

980nm半导体激光器双布拉格光纤光栅波长锁定器

提出了优化由两个均匀布拉格光纤光栅组成的980nm半导体激光器波长锁定器的方法以满足光纤放大器对半导体激光器的性能要求。运用耦合模理论推导了双布拉格光纤光栅(FBG)的透射率和反射率的解析表达式和波长锁定器增益方程。研究了两光栅之间的距离、光栅到激光器前端面的距离、光栅折射率、光栅折射率周期、光栅栅长和温度对激光器增益曲线的影响,并通过优化这些参数来达到最佳的锁模性能。测量了带双FBG波长锁定器的非致冷半导体激光器的输出光谱和出纤功率。实验结果表明:高功率非致冷980nm半导体激光器在0～70℃时的波长漂移为0.5nm,边模抑制比达45dB以上,半峰值全宽度<1nm。经优化设计的980nm半导体激光器FBG波长锁定器可满足光纤放大器对非致冷半导体激光器大功率、长寿命、高可靠性、小尺寸等性能的要求。

基于光电振荡器的光脉冲和电微波信号发生器

设计了一种基于相位调制器的用于产生光脉冲和电微波信号的光电振荡器。该方案采用直调激光器配合相位调制器产生大啁啾并由DCF压窄输出光脉冲。利用偏振分束器和合束器在不增加有源器件的基础上形成双环路结构抑制微波信号的边模。该系统可以产生9.8 GHz的重复频率,脉宽小于12ps的光脉冲同时输出该频率的电微波信号。测得相位噪声为-105dBc/Hz@10kHz,Q值大于1010。

半导体激光器与光纤光栅对接耦合研究(英文)

半导体激光器管芯与光纤光栅的对接耦合对光纤光栅外腔激光器的特性起到关键作用。利用散射矩阵分析了激光器管芯与光纤光栅外腔的对接耦合 ,发现对接的距离以及对接的耦合效率决定了光纤光栅外腔激光器的性能。在强反馈情况下 ,激射波长在光纤光栅外腔有效反射率决定的布喇格波长内随对接耦合距离周期性的变化 ,对弱反馈情况则有些不同。同时对比了两种情况的边模抑制比。

基于级联光纤光栅的双模外腔半导体激光器的实验研究

实现了使用两个级联的光纤 Bragg光栅的外腔半导体激光器的双模运转 .两个模的峰值波长取决于光纤 Bragg光栅的峰值反射波长 ,分别为 1 53 1 .5nm与 1 549.4nm.注入电流为 53 m A时 ,两模峰值功率达到均衡为 0 .5m W,边模抑制比为 2 7d B.

基于光纤环级联结构的新型光电振荡器

提出并验证了一种借助于光纤环级联结构实现边模抑制与选择的光电振荡器设计方案。采用长光纤双环路结构实现部分边模抑制,利用光纤环级联结构构成微波光子带通滤波器对振荡模式进行精细选择,可得到低相位噪声和高频谱纯度的高频微波信号。

VCSELs与EELs多模弛豫振荡的研究

根据多模速率方程 ,利用MATLAB提供的SIMULINK软件包对垂直腔面发射激光器 (VCSELs)和边发射激光器 (EELs)多模弛豫振荡进行了研究。结果表明 ,与单模情况相比 ,多模时EELs弛豫振荡频率增大、弛豫和延迟时间缩短 ,而VCSELs动态特性变化不大。与此同时 ,在得出VCSELs的单模工作、高速调制以及提高偏置电流或自发辐射因子可改善两类器件动态特性等结论外还看到 ,VCSELs边模抑制比 (SMSR)随偏置电流变化率高于EELs;自发辐射因子增大时 ,边模强度同比例增大、主模强度减小 ,利用微腔效应有效控制自发辐射因子可以优化VCSELs的单模特性。

垂直腔面发射激光器DBR结构参数的优化设计

采用光学传递矩阵法 ,研究了生长偏差对分布布拉格反射 (DBR)结构反射特性的影响 ,并探讨了两种DBR结构改进方案。结果表明 ,周期厚度偏差将使DBR反射谱发生较大偏移 ,在相位匹配条件下减小高折射层厚度可以降低DBR吸收损耗、提高反射率 。

均匀光栅DFB激光器光电特性研究

光栅结构的设计和制作直接决定了分布反馈（DFB）半导体激光器光电特性的优劣。采用传输矩阵法模拟了不同光栅耦合因子下随机相位对均匀光栅DFB芯片特性的影响,获得了芯片的光电参数分布。通过分析耦合因子对芯片光电参数分布的影响,提高了DFB芯片的成品率。设计并制备了基于Al Ga In As材料体系的脊波导DFB激光器,最终使芯片双峰比例仅为7.7%、成品率达到60%。对合格品在-40~105℃下的P-I特性和在-40~85℃下的光谱进行了测试,结果表明芯片性能优良,芯片远场发散角为25°和21°。芯片的小信号频带响应和眼图测试结果表明芯片完全满足2.5 Gbit/s的应用要求。

基于光纤环选频特性的双环结构光电振荡器

提出并验证了一种借助于光纤环的选频特性实现辅助滤波的光电振荡器,利用偏振分束器(PBS)和偏振合束器(PBC)构成的双环路结构抑制掉部分光电振荡器的边模,同时借助于光纤环的光学梳状频率特性,对振荡器环路中的光信号模式再次进行选择,既起到边模抑制的作用,又提高了光电振荡器谐振腔的Q值。仿真结果表明:采用光纤环辅助滤波有利于光电振荡器的边摸抑制和单模输出,在保证光电振荡器输出低相位噪声和高频谱纯度微波信号的情况下,边模抑制比超过160dB,模式间隔达到370MHz,降低了对电域带通滤波器的性能要求,是一种新的光电振荡器设计方案。

一种宽调节范围的连续可调光脉冲生成方案

本文提出了利用一个F-P半导体激光器自注入锁定来产生宽带波长可调谐光脉冲的简单方法。该方法产生的光脉冲在48nm范围连续可调,边模抑制比高于25dB。该系统具有简单,成本低的优点。

一种基于串联谐振腔的高性能光电振荡器

提出了一种利用串联谐振腔来抑制光电振荡器边模的方案.此方案中,在传统光电振荡器结构中加入无源微波谐振腔结构来提高滤波器的Q值.分析了该结构的基本原理,并与传统光电振荡器结构进行对比,此结构能有效提高边模抑制比.实验中产生了10 GHz的微波信号,所测得的边模抑制比达72 dB,单边带相位噪声为-122 dBc/Hz@10kHz.同时,利用锁相技术,振荡频率的稳定性得到了很大的改善,在3 h内漂移小于±4 Hz.该方案无需增加有源器件,保留了传统光电振荡器低相位噪声的优势,又有效抑制了边模,为光电振荡器的应用提供了一种新的方法.

前端面反射率对外腔半导体激光器输出谱的影响

采用射线法,计及增益随波长的变化,导出了光纤光栅外腔半导体激光器(FGESL)输出谱的表达式.利用该表达式采用数值模拟理论研究了前端面反射率对光纤光栅外腔半导体激光器输出谱的影响.结果表明前端面反射率越小,外腔模越明显,边模抑制比相应的也越大.

光纤光栅外腔半导体激光器输出谱的射线法研究

本文采用射线法,计及增益随波长的变化,首次导出了光纤光栅外腔半导体激光器(FGESL)输出谱的表达式。利用该表达式,结合载流子速率方程,对FGESL输出谱的精细结构进行研究。研究结果表明:光纤光栅外腔将引起位于反射带宽附近波长处能量分布发生变化,在反射带宽内出现多峰结构,峰的数目与外腔长度有关;随着电流的增大,FGESL的输出功率和边模抑制比总体呈现上升的趋势,上升过程中存在波动,波动的幅度和频率随着前端面反射的减小而减小。

基于法布里-珀罗标准具的双环路光电振荡器

设计了一种基于法布里-珀罗(FP)标准具的双环路光电振荡器(OEO),该振荡器能将连续的光功率转换为稳定的频谱纯净的微波信号。FP标准具具有滤波的特性,因此可以替代普通OEO中的电滤波器从而降低电噪声,此外,FP标准具是一种高Q值的光学器件,可以缩短普通OEO所使用的光纤长度。双环路结构的引入能够更好地保证振荡器的单模输出,进一步降低相位噪声。仿真结果证明这种新型结构的OEO可以实现20GHz范围内振荡频率为15GHz的单模起振,边模抑制比超过150dB,使用的两条光纤环路长度分别为5m和36m。

倾斜切趾光纤光栅的理论与实验研究

针对飞秒激光刻写均匀光纤布拉格光栅的反射主峰存在较高旁瓣,容易对主峰形成串扰的问题,开展基于倾斜切趾光纤光栅的理论与实验研究。根据飞秒激光诱导产生的折射率特点,修正耦合模模型中的交流耦合系数,并利用有限元仿真的形式,验证了倾斜切趾法的切趾类型为高斯型。之后对影响切趾效果的关键参数进行实验研究,结果表明:实验结果与仿真计算基本一致;初始横向位移为5~10μm,且不对称偏移量小于±2μm时,边模抑制比可提高到15 dB。研究成果为提高光纤光栅边模抑制比提供了重要理论支撑与实践指导,对于推动光纤光栅制备工艺技术发展具有重要意义。