混沌激光具有寬頻譜、類噪聲的特點,已廣泛應用于通信、傳感和激光雷達等領域.半導體激光器因體積小、性能穩(wěn)定、成本低等優(yōu)勢而成為產(chǎn)生混沌激光的主要光源.傳統(tǒng)光反饋混沌半導體激光器信號帶寬窄,存在時延特征,且大多為分立器件構成的系統(tǒng).針對以上問題,綜合介紹了近年來在混沌激光帶寬增強、時延特征抑制和集成化混沌激光器方面的研究進展,并對混沌半導體激光器的發(fā)展趨勢和應用前景進行展望. 

【文章來源】：應用科學學報. 2020,38(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：17 頁

【部分圖文】：

有源光反饋聯(lián)合高非線性光纖產(chǎn)生寬帶混沌激光的實驗裝置和結果

在光注入結構中，主從激光器之間存在頻率失諧，引起注入光場和從激光器腔內(nèi)光場的拍頻耦合，激發(fā)復合腔模振蕩，產(chǎn)生了大量新的光頻成分，并實現(xiàn)光頻間的非線性耦合，使得混沌激光頻譜展寬.本課題組提出雙波長外光注入法布里-珀羅半導體激光器(Fabry-Pérot laser diode,FP-LD)結構[49]，其實驗裝置如圖2(a)所示.兩個DFB-LD作為外部光源，經(jīng)過光環(huán)形器單向注入光反饋FP-LD中，通過調(diào)節(jié)頻率失諧量和注入光的功率產(chǎn)生帶寬為32.3 GHz的雙波長寬帶混沌激光，其頻譜如圖2(b)所示.文獻[50]從理論上研究了上述方法增強帶寬的條件，表明此方法可以在更廣泛的參數(shù)范圍內(nèi)實現(xiàn)高帶寬混沌信號輸出；文獻[51將3個半導體激光器構成環(huán)形單向注入結構，產(chǎn)生了27 GHz的寬帶混沌激光；文獻[52]將雙混沌光注入穩(wěn)態(tài)激光器，同樣實現(xiàn)了帶寬增強；文獻[53]采用3個半導體激光器級聯(lián)注入的方法，獲得了標準帶寬為35.2 GHz、平坦度為5.6 dB的混沌激光.2.3 互注入

2019年，本課題組基于兩個半導體激光器的互注入結構產(chǎn)生寬帶混沌激光[54]，其實驗裝置如圖3(a)所示.兩個半導體激光器的頻率失諧由溫度控制器調(diào)節(jié)，耦合強度由衰減器控制通過實驗分析了頻率失諧量和耦合強度分別對混沌激光的頻譜帶寬與平坦度的影響，在合適的參數(shù)條件下獲得了標準帶寬為38.6 GHz、平坦度為5.6 dB的寬帶混沌激光，其頻譜如圖3(b)所示.互注入帶寬增強的物理機制如下：兩個激光器腔內(nèi)光場的拍頻耦合產(chǎn)生高頻周期振蕩，使得振蕩能量在頻域上向高頻部分傳遞，并且大量的光頻成分間發(fā)生四波混頻等非線性效應.激光器腔內(nèi)各種振蕩相互耦合疊加使能量分布趨向均勻，從而獲得寬帶平坦的混沌激光.3 混沌激光時延特征抑制

【參考文獻】：
期刊論文
[1]50GHz寬帶混沌信號發(fā)生器[J]. 呂天爽,楊強,于小雨,喬麗君,張建忠,王濤,汪欽,徐紅春,張明江.  激光與光電子學進展. 2019(13)
[2]反饋相位隨機調(diào)制消除混沌半導體激光器的外腔長信息[J]. 張建忠,王安幫,張明江,李曉春,王云才.  物理學報. 2011(09)
[3]利用半導體激光器環(huán)產(chǎn)生27GHz的平坦寬帶混沌激光[J]. 馮野,楊毅彪,王安幫,王云才.  物理學報. 2011(06)
[4]交叉相位調(diào)制提高半導體激光器混沌載波發(fā)射機帶寬方法[J]. 顏森林.  物理學報. 2010(06)



本文編號：3331981