混合集成混沌半導(dǎo)體激光器的芯片參數(shù)提取與系統(tǒng)仿真
發(fā)布時間:2021-07-22 23:07
近年來,混沌激光在光纖通信、激光雷達(dá)和故障檢測等方面的應(yīng)用越來越廣泛,為了更有利于混沌激光的實際應(yīng)用,國內(nèi)外的研究學(xué)者們開始致力于集成混沌半導(dǎo)體激光器的研究。目前已經(jīng)制作出的集成混沌半導(dǎo)體激光器大部分是單片集成,減小了混沌激光產(chǎn)生裝置的體積,保證了裝置性能的穩(wěn)定性。但是,單片集成混沌半導(dǎo)體激光器的制作需要昂貴的制作儀器,并且需要嚴(yán)格控制混沌激光器芯片的生長過程,造成單片集成混沌半導(dǎo)體激光器的制作成本較高;诖,需要提出一種低成本、性能穩(wěn)定的新型集成混沌半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)。本文提出一種短腔光反饋混合集成混沌半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu),該新型集成結(jié)構(gòu)制作簡單且成本低,更有利于大規(guī)模生產(chǎn)。在制作前,通過數(shù)值模擬驗證該結(jié)構(gòu)的可行性是必不可少的一步。為了使模擬結(jié)果更準(zhǔn)確,我們通過實驗提取了混沌半導(dǎo)體激光器芯片的內(nèi)部參數(shù),并將其代入速率方程中用真實的內(nèi)部參數(shù)模擬。通過研究系統(tǒng)的分叉圖發(fā)現(xiàn),混沌半導(dǎo)體激光器芯片1的混沌路徑為倍周期路徑,混沌半導(dǎo)體激光器芯片2的混沌路徑與混沌半導(dǎo)體激光器芯片1的路徑不同,不經(jīng)歷二倍周期等其他高倍周期振蕩過程。進一步,通過計算系統(tǒng)的最大李雅普諾夫指數(shù),并從不同反饋腔長下的最大李雅...
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
光反饋式混沌激光產(chǎn)生裝置
構(gòu)腔光反饋的混合集成混沌半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)如圖 2-2 所示,該結(jié)分(Laser chip)、準(zhǔn)直透鏡(Collimating lens)、半透半反鏡(焦透鏡(Collecting lens),它們的長度分別為 0.3mm,1.0mm體激光器芯片通過貼片機貼在襯底(Sub-mount)上,襯底被 sink)上,平面透鏡光纖(Optical fiber)由一個 Ω 支架(Ω ho,最后以上部分都被封裝至普通商用蝶形半導(dǎo)體激光器殼體中的一端鍍有半透半反射膜,目的是當(dāng)光傳輸?shù)竭@里時,一部分傳輸并被耦合進光纖中輸出。從半導(dǎo)體激光器芯片出光端面到半的部分被稱為外反饋腔部分,根據(jù)殼體的大小該混合集成混沌半長最小值為 2mm,最大值為 6mm。在光纖接近聚焦透鏡的端面光傳輸至這里時產(chǎn)生不必要的光反饋信號。
圖 2-3 P-I 特性曲線實驗裝置Fig.2-3 Experimental device diagram for measuring P-I curve分為自由移動平臺,用來固定并移動芯片;b 部分為個探針頭,這兩個探針頭分別為電流的正負(fù)極,探針頭底上,用來給混沌半導(dǎo)體激光器芯片加偏置電流,探針芯片加電流,是由于混沌半導(dǎo)體激光器芯片極易損壞的方式和基底的正負(fù)極相連。圖 2-3 的右半部分分別為分別用來給芯片提供直流電流和記錄芯片的輸出光功了兩個芯片的 P-I 特性曲線,實驗結(jié)果如圖 2-4 所示
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Homoclinic and heteroclinic chaos in nonlinear systems driven by trichotomous noise[J]. 雷佑銘,張紅霞. Chinese Physics B. 2017(03)
[2]Period-control and chaos-anti-control of a semiconductor laser using the twisted fiber[J]. 顏森林. Chinese Physics B. 2016(09)
[3]Loss of time-delay signature in a ring of three unidirectionally coupled semiconductor lasers[J]. 楊磊,潘煒,閆連山,羅斌,穆鵬華,李念強. Chinese Optics Letters. 2015(04)
[4]Synchronous implementation of optoelectronic NOR and XNOR logic gates using parallel synchronization of three chaotic lasers[J]. 顏森林. Chinese Physics B. 2014(09)
[5]直接調(diào)制光反饋半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生超寬帶信號[J]. 劉明,張明江,王安幫,王龍生,吉勇寧,馬喆. 物理學(xué)報. 2013(06)
[6]基于混沌和隨機共振的微弱信號檢測[J]. 高仕龍,鐘蘇川,韋鹍,馬洪. 物理學(xué)報. 2012(18)
[7]混沌振子系統(tǒng)周期解幾何特征量分析與微弱周期信號的定量檢測[J]. 李月,徐凱,楊寶俊,袁野,吳寧. 物理學(xué)報. 2008(06)
博士論文
[1]寬帶混沌產(chǎn)生與混沌光時域反射測量[D]. 王安幫.太原理工大學(xué) 2014
本文編號:3298080
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
光反饋式混沌激光產(chǎn)生裝置
構(gòu)腔光反饋的混合集成混沌半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)如圖 2-2 所示,該結(jié)分(Laser chip)、準(zhǔn)直透鏡(Collimating lens)、半透半反鏡(焦透鏡(Collecting lens),它們的長度分別為 0.3mm,1.0mm體激光器芯片通過貼片機貼在襯底(Sub-mount)上,襯底被 sink)上,平面透鏡光纖(Optical fiber)由一個 Ω 支架(Ω ho,最后以上部分都被封裝至普通商用蝶形半導(dǎo)體激光器殼體中的一端鍍有半透半反射膜,目的是當(dāng)光傳輸?shù)竭@里時,一部分傳輸并被耦合進光纖中輸出。從半導(dǎo)體激光器芯片出光端面到半的部分被稱為外反饋腔部分,根據(jù)殼體的大小該混合集成混沌半長最小值為 2mm,最大值為 6mm。在光纖接近聚焦透鏡的端面光傳輸至這里時產(chǎn)生不必要的光反饋信號。
圖 2-3 P-I 特性曲線實驗裝置Fig.2-3 Experimental device diagram for measuring P-I curve分為自由移動平臺,用來固定并移動芯片;b 部分為個探針頭,這兩個探針頭分別為電流的正負(fù)極,探針頭底上,用來給混沌半導(dǎo)體激光器芯片加偏置電流,探針芯片加電流,是由于混沌半導(dǎo)體激光器芯片極易損壞的方式和基底的正負(fù)極相連。圖 2-3 的右半部分分別為分別用來給芯片提供直流電流和記錄芯片的輸出光功了兩個芯片的 P-I 特性曲線,實驗結(jié)果如圖 2-4 所示
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Homoclinic and heteroclinic chaos in nonlinear systems driven by trichotomous noise[J]. 雷佑銘,張紅霞. Chinese Physics B. 2017(03)
[2]Period-control and chaos-anti-control of a semiconductor laser using the twisted fiber[J]. 顏森林. Chinese Physics B. 2016(09)
[3]Loss of time-delay signature in a ring of three unidirectionally coupled semiconductor lasers[J]. 楊磊,潘煒,閆連山,羅斌,穆鵬華,李念強. Chinese Optics Letters. 2015(04)
[4]Synchronous implementation of optoelectronic NOR and XNOR logic gates using parallel synchronization of three chaotic lasers[J]. 顏森林. Chinese Physics B. 2014(09)
[5]直接調(diào)制光反饋半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生超寬帶信號[J]. 劉明,張明江,王安幫,王龍生,吉勇寧,馬喆. 物理學(xué)報. 2013(06)
[6]基于混沌和隨機共振的微弱信號檢測[J]. 高仕龍,鐘蘇川,韋鹍,馬洪. 物理學(xué)報. 2012(18)
[7]混沌振子系統(tǒng)周期解幾何特征量分析與微弱周期信號的定量檢測[J]. 李月,徐凱,楊寶俊,袁野,吳寧. 物理學(xué)報. 2008(06)
博士論文
[1]寬帶混沌產(chǎn)生與混沌光時域反射測量[D]. 王安幫.太原理工大學(xué) 2014
本文編號:3298080
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