光纖激光器具有理想的光束質(zhì)量、超高的轉(zhuǎn)換效率、高穩(wěn)定性以及體積小等諸多突出優(yōu)點(diǎn),在光通信系統(tǒng)、光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)、光譜學(xué)和光信息處理等方面均得到了廣泛應(yīng)用。近年來,半導(dǎo)體光放大器（SOA）以其體積小、重量輕、功耗低、易于與其它光學(xué)元件集成等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注,基于SOA的光纖激光器的研究也逐漸成為了各課題組研究的熱點(diǎn)。本文對基于半導(dǎo)體光放大器（SOA）的連續(xù)波單波長與多波長環(huán)形腔光纖激光器以及SESAM對起振模式數(shù)的壓縮效應(yīng)進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容如下:1、研究了不同注入電流情形下,InP/InGaAsP多量子阱半導(dǎo)體光放大器的自發(fā)輻射特性。在一定注入電流和工作溫度時(shí),InP/InGaAsP多量子阱半導(dǎo)體光放大器的自發(fā)輻射線型函數(shù)可用高斯函數(shù)描述。當(dāng)注入電流逐漸增加時(shí),InP/InGaAsP多量子阱半導(dǎo)體光放大器自發(fā)輻射峰值功率逐漸達(dá)到飽和,這是由于增益飽和引起的。同時(shí),自發(fā)輻射中心波長隨著注入電流的增加而向短波方向移動,當(dāng)注入電流從50 mA增加到350 mA時(shí),中心波長從1568.6 nm移動到1540.75 nm,帶寬從49.2 nm增加到82.5 nm,這是由于InP/InGaAsP多... 

【文章來源】：長江大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

典型的法布里-珀羅激光器Fig.2-1.TypicalFabry-Perotlaserdiode

第2章SESAM對SOA增益介質(zhì)自發(fā)輻射譜的壓縮7第2章SESAM對SOA增益介質(zhì)自發(fā)輻射譜的壓縮激光又稱自激振蕩器，從量子光學(xué)的角度來看，激光來自于腔內(nèi)增益介質(zhì)的自發(fā)輻射，從另一方面來講，自發(fā)輻射會引起激光噪聲。半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(SESAM)是一種具有集成半導(dǎo)體飽和吸收體的反射鏡結(jié)構(gòu)，具有以下基本特點(diǎn)：它們在足夠高的脈沖能量下飽和，降低了器件的吸收，提高了器件的反射率，被廣泛應(yīng)用于超短脈沖激光器，同時(shí)SESAM也可以抑制激光的脈寬[53,54]。本章對SESAM對SOA增益介質(zhì)自發(fā)輻射譜的壓縮特性進(jìn)行了研究。2.1半導(dǎo)體光放大器的光放大原理半導(dǎo)體光放大器(由SOAs和BOAs兩部分組成)與法布里-珀羅激光器設(shè)計(jì)上相似，不同之處在于法布里-珀羅激光器在半導(dǎo)體芯片的兩端都有反射層，端面的光反饋建立了一個腔，可在其中產(chǎn)生激光，典型的法布里-珀羅激光器如下圖2-1所示。圖2-1.典型的法布里-珀羅激光器Fig.2-1.TypicalFabry-Perotlaserdiode半導(dǎo)體光放大器在半導(dǎo)體芯片的兩端都有抗反射層，抗反射層限制了光的反饋，激光將不會出現(xiàn)，如下圖2-2所示。圖2-2半導(dǎo)體光放大器Fig.2-2.Semiconductoropticalamplifier

第2章SESAM對SOA增益介質(zhì)自發(fā)輻射譜的壓縮8對于所有放大器來說都有基本特性，半導(dǎo)體光放大器工作在兩個狀態(tài)：一是線性狀態(tài)，也就是連續(xù)增益狀態(tài)，另一個非線性狀態(tài)，也就是飽和輸出狀態(tài)，如下圖2-3所示。當(dāng)用于放大調(diào)制信號時(shí)，線性域通常用于消除與模式相關(guān)的失真、多通道相聲和摻鉺光纖放大器共有的瞬態(tài)響應(yīng)問題。利用半導(dǎo)體增益介質(zhì)(交叉增益調(diào)制、交叉相位調(diào)制)的高度非線性特性，實(shí)現(xiàn)波長轉(zhuǎn)換、光3R再生、標(biāo)頭識別等高速光信號處理功能。Fig.2-3半導(dǎo)體光放大器的線性與非線性工作狀態(tài)Fig.2-3.Linearandnon-linearregionsofSOAoutput對于一個連續(xù)波輸入的信號，半導(dǎo)體光放大器輸出的功率由可飽和輸出功率(Psat)決定�？娠柡洼敵龉β蕿樾⌒盘栐鲆鎵嚎s3dB時(shí)的輸出功率，可以獲得的最大連續(xù)波功率約比飽和功率高3dB左右。BOAs和SOAs是單程行波放大器，在單色和多波長信號下性能都很好。因?yàn)锽OAs只能僅僅放大一個偏振狀態(tài)，它們一般應(yīng)用于研究光的偏振方向是已知的情況。對于偏振方向未知的光就需要用到半導(dǎo)體光放大器。然而，由于設(shè)計(jì)的SOA時(shí)需要對光的偏振方向敏感，所以通常BOAs的增益、噪聲、帶寬和飽和吸收功率均高于SOAs，下圖2-4為半導(dǎo)體光放大器的內(nèi)部圖。圖2-4光放大芯片的內(nèi)部示意圖Fig.2-4.Internaldiagramofopticalamplifierchip


本文編號：3138309