本文關(guān)鍵詞：光注入和FBG外腔光反饋共同作用下半導(dǎo)體激光器的非線性動力學(xué)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：半導(dǎo)體激光器(Semiconductor Lasers,SLs)作為光通信領(lǐng)域最重要的光源,憑借其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),近年來發(fā)展十分迅速。目前,SLs在光反饋、光注入、光電反饋等外部擾動下的非線性動力學(xué)行為已經(jīng)被廣泛研究。其中,光注入和光反饋是最常見的兩種外部擾動方式。在光注入SLs系統(tǒng)中,SLs的鎖定和非鎖定現(xiàn)象已經(jīng)有較多的報道。在光反饋SLs系統(tǒng)中,SLs的穩(wěn)態(tài)、非穩(wěn)態(tài)以及混沌態(tài)也都得到實(shí)驗(yàn)和理論的證實(shí)。特別是,在一些要求窄化微波光子信號線寬、獲取寬帶混沌信號等應(yīng)用中,需要將光注入和光反饋兩種外部擾動共同作用在SLs上,才能滿足相應(yīng)的性能要求。與單獨(dú)的光注入或光反饋下SLs的非線性動力學(xué)特性相比,由于光注入和光反饋的相互影響,SLs在光注入和光反饋的共同作用下的非線性動力學(xué)行為將會更加復(fù)雜。因此,對光注入和光反饋共同作用下SLs的非線性動力學(xué)行為的研究就顯得尤為重要。然而,大部分對光反饋SLs的非線性動力學(xué)行為的研究僅專注于普通平面鏡提供光反饋的情況。光纖布拉格光柵(FBG)作為一種反射率隨波長改變的濾波器件,也可構(gòu)成SLs的外腔,并提供分布式光反饋。雖然最近FBG光反饋SLs的動力學(xué)行為已有相關(guān)研究,但對FBG光反饋和光注入共同作用下SLs的非線性動力學(xué)行為的研究還未見報道。本文從理論和實(shí)驗(yàn)兩個方面分別對SL在光注入和FBG光反饋共同作用下的非線性動力學(xué)行為進(jìn)行了研究。在研究過程中,首先通過調(diào)節(jié)從激光器(S-SL)的驅(qū)動電流,使自由運(yùn)行S-SL的激射波長與FBG的布拉格波長一致,然后分別研究了反饋強(qiáng)度和FBG帶寬對FBG光反饋和光注入共同作用下S-SL非線性動力學(xué)行為的影響。結(jié)果顯示:當(dāng)只有光注入擾動時,在不同的注入強(qiáng)度和主從激光器間頻率失諧條件下,S-SL可表現(xiàn)出如注入鎖定(IL)、單周期振蕩(P1)、倍周期振蕩(P2)、多周期振蕩(MP)和混沌(CO)等動力學(xué)行為;當(dāng)FBG光反饋被引入到光注入S-SL中時,S-SL的動力學(xué)行為發(fā)生了變化。由穩(wěn)態(tài)(S)變成了P1,由IL和P1變成了MP,由P2變成了混沌。通過研究這些動力學(xué)狀態(tài)的變化,發(fā)現(xiàn)在FBG光反饋與光注入共同作用下,S-SLs可以表現(xiàn)出某些不同的動力學(xué)演化路徑;最后,通過對時間序列、功率譜和光譜的分析,得到不同F(xiàn)BG光反饋強(qiáng)度下S-SL在光注入強(qiáng)度和頻率失諧參數(shù)空間的動力學(xué)狀態(tài)圖。隨著FBG反饋強(qiáng)度的增加,S-SL進(jìn)入注入鎖定狀態(tài)所需要的最小注入強(qiáng)度增加,且最小注入強(qiáng)度對應(yīng)的頻率失諧在向負(fù)失諧方向移動,同時CO態(tài)區(qū)域也在不斷擴(kuò)大。此外,本文還數(shù)值模擬了固定FBG光反饋強(qiáng)度、在不同F(xiàn)BG帶寬的情況下S-SL在光注入強(qiáng)度和頻率失諧參數(shù)空間的動力學(xué)狀態(tài)演化圖,理論研究了FBG帶寬對FBG光反饋和光注入共同作用下S-SL非線性動力學(xué)行為的影響。隨著FBG帶寬的增加,CO態(tài)區(qū)域在不斷擴(kuò)大,并且S-SL在光注入?yún)?shù)空間下的動力學(xué)分布情況有向平面鏡光反饋下光注入SL的動力學(xué)分布演變的趨勢。
【關(guān)鍵詞】：半導(dǎo)體激光器(SLs) 非線性動力學(xué) 光反饋 光注入 光纖布拉格光柵(FBG)
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN248.4
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 引言10
• 1.2 半導(dǎo)體激光器的簡介10-11
• 1.3 半導(dǎo)體激光器的工作原理11-13
• 1.3.1 半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)11-12
• 1.3.2 半導(dǎo)體激光器的工作條件12-13
• 1.4 半導(dǎo)體激光器的發(fā)展13-15
• 1.5 半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用15-16
• 1.6 本文研究的意義及內(nèi)容16-18
• 第2章 外部擾動下半導(dǎo)體激光器的非線性動力學(xué)行為18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 光注入下半導(dǎo)體激光器的非線性動力學(xué)行為18-22
• 2.3 光反饋下半導(dǎo)體激光器的非線性動力學(xué)行為22-25
• 2.4 平面鏡光反饋與光注入下半導(dǎo)體激光器的非線性動力學(xué)行為25-30
• 第3章 光注入和FBG外腔光反饋共同作用下SL的非線性動力學(xué)研究30-44
• 3.1 引言30
• 3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)30-31
• 3.3 理論模型31
• 3.4 結(jié)果與討論31-38
• 3.4.1 光注入半導(dǎo)體激光器的非線性動力學(xué)行為32-33
• 3.4.2 FBG反饋強(qiáng)度對光注入半導(dǎo)體激光器非線性動力學(xué)行為的影響33-36
• 3.4.3 FBG帶寬對光注入半導(dǎo)體激光器非線性動力學(xué)行為的影響36-38
• 3.5 實(shí)驗(yàn)研究與結(jié)果38-43
• 3.5.1 實(shí)驗(yàn)裝置38-39
• 3.5.2 結(jié)果與討論39-43
• 3.6 結(jié)論43-44
• 第4章 結(jié)束語44-46
• 參考文獻(xiàn)46-54
• 致謝54-55
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文55

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本文編號：509038