【摘要】：隨著光纖通信網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)發(fā)展,傳輸容量和傳輸速度的需求迅速增加。這就使密集波分復(fù)用(Dense wavelength division multiplexing,DWDM)技術(shù)大量應(yīng)用在光通信中。如果在DWDM系統(tǒng)中繼續(xù)使用固定波長激光器,那通信的成本、能耗、體積和網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度會(huì)急劇增加。波長可調(diào)的半導(dǎo)體激光器可以改變波長,因此能夠有效的減少這些問題。本論文圍繞基于重構(gòu)等效啁啾(Reconstruction equivalent chirp,REC)技術(shù)的三電極激光器進(jìn)行研究。首先介紹了可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的分類和研究現(xiàn)狀。然后介紹了耦合模理論和傳輸矩陣法,并利用傳輸矩陣法對含有等效π相移光柵的三電極激光器進(jìn)行了較為詳細(xì)的數(shù)值仿真計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明,我們可以通過改變不同電極的注入電流比向激光器中引入可控的分布相移,來對輸出波長產(chǎn)生影響。論文中分析了這種結(jié)構(gòu)的激光器波長可調(diào)的機(jī)理,并通過仿真的透射譜得出這種結(jié)構(gòu)的激光器會(huì)出現(xiàn)單模、雙模互相轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。在總電流為130mA時(shí),仿真出的激射波長漂移可以達(dá)到4.2nm。我們制作了該結(jié)構(gòu)的三電極激光器,并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了通過改變注入電流比可以引入可控的分布相移。在總電流為130 mA,僅改變中央電極和兩邊電極注入電流的比例時(shí),我們可以看到單模激射下1.2nm穩(wěn)定的波長漂移,邊模抑制比均大于42dB。而固定邊電極電流大小,僅改變中央電極電流大小時(shí),會(huì)觀察到激光器激射模式在單模和雙模間互相轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象。這個(gè)現(xiàn)象與理論計(jì)算的結(jié)果吻合,證明了等效相移和分布相移可以同時(shí)影響激光器的激射模式。最后,我們還簡單討論了半導(dǎo)體激光器芯片制造的工藝,并針對性地對該結(jié)構(gòu)激光器芯片進(jìn)行了封裝。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN248.4
【圖文】：

圖１．１可調(diào)諧激光器用于〖）ＷＤ＼１系統(tǒng)逡逑網(wǎng)絡(luò)技術(shù)邐軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Ｓｏｆｔｗａｒｅ邋Ｄｅｆｉ的波長交換技術(shù)和不同間隔的波長網(wǎng)絡(luò)［大量的可調(diào)諧激光器。逡逑傳感逡逑在傳感中應(yīng)用非常廣泛，以光纖光柵為例，、地震監(jiān)測、航海水聲、生物醫(yī)學(xué)、航空的物理量有溫度、壓力、應(yīng)力、位移、加等。逡逑傳感有很多種方法，一般常見的有可調(diào)諧邋Ｆｉｌｔｅｒ，邋ＦＦＰ－ＴＦ）法［９－１６］，非平衡邋Ｍ－Ｚ邋干ａｖｅｇｕｉｄｅ邋Ｇｒａｔｉｎｇ，ＡＷＧ）法［２１－２６］，基

１．３．１可調(diào)諧外腔激光光源逡逑１９７０年，Ｐ．邋Ｅｌｉｓｅｅｖ等人第一次提出將外腔反饋技術(shù)應(yīng)用在半導(dǎo)體激光器上，逡逑如圖１．２，壓窄了半導(dǎo)體激光光源譜線寬度和實(shí)現(xiàn)了對激光器輸出波長的調(diào)諧逡逑［３５－４１］。１９７１年，Ｄ．邋Ａｋｅｒｎｉａｎ等人利用外腔注入的方法實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器的逡逑波長選擇［４２］。逡逑可調(diào)諧外腔激光器的基本原理如下：我們通過激光器外的衍射光柵反射部分逡逑輸出光進(jìn)入激光器的有源區(qū)，反射回的光會(huì)影響有源區(qū)的光場，進(jìn)而可以壓窄半逡逑導(dǎo)體激光器的線寬。如果我們調(diào)節(jié)激光器外部的衍射光柵，可以得到不同的反饋逡逑光，這會(huì)改變激光器的輸出波長，達(dá)到波長調(diào)諧的目的。逡逑Ｇａｉｎ邋ｃｈｉｐ邋Ｍｉｃｒｏｌｅｎｓ邐＾逡逑＞邋＜邐Ｂｌａｚｅｄ逡逑Ｗ邋ｇｒａｔｉｎｇ逡逑圖１．２基于衍射光柵選模的外腔式可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)示意圖｜４０｜逡逑目前，利用外腔和選頻元件制作可調(diào)諧激光器的技術(shù)己經(jīng)十分成熟，己存在逡逑于很多光器件供應(yīng)商的產(chǎn)品目錄中，如Ｓａｎｔｅｅ，ＮＥＣ，Ｆｕｊｉｔｓｕ，丨ｎｔｅｌ，邋Ｐｉｒｅｌｌｉ，邋ｌｏｌｏｎ逡逑等等［４３］，調(diào)諧范圍能達(dá)到１００邋ｎｍ，輸出功率能達(dá)到２０邋ｍＷ以上［４４］。逡逑可調(diào)諧外腔激光光源的諸多優(yōu)點(diǎn)

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本文編號(hào)：2741091