單片集成放大反饋激光器的脈沖包絡(luò)動力學(xué)特性研究.pdf

1、光反饋是半導(dǎo)體激光器(SLs)最為常見的外部擾動方式之一。根據(jù)外腔往返時間和激光器自身弛豫振蕩周期的大小關(guān)系可將光反饋SLs系統(tǒng)分為長外腔反饋SLs(LCR-SLs)系統(tǒng)和短外腔反饋SLs(SCR-SLs)系統(tǒng)。SCR-SLs系統(tǒng)中較短的反饋外腔導(dǎo)致系統(tǒng)輸出對于反饋光相位十分敏感，即使微小的相位變化也會引起系統(tǒng)的非線性動力學(xué)狀態(tài)顯著改變。由于反饋腔中需要置入控制反饋參量的其他元件，搭建離散的SCR-SLs系統(tǒng)比搭建LCR-SLs系統(tǒng)更具

2、難度且難以將外腔長度降到厘米級水平。為了構(gòu)建更短的SCR-SLs系統(tǒng)，人們提出了基于光子集成技術(shù)的實現(xiàn)方案，即將多個功能區(qū)集成在同一芯片上成為單片集成放大反饋激光器(AFL)。AFL反饋腔長更短、反饋參量更易調(diào)節(jié)、性質(zhì)更穩(wěn)定、也更適應(yīng)商用發(fā)展。近些年來,國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對單片集成AFL輸出的非線性動力學(xué)特性展開了一系列實驗和理論探索。最近實驗研究表明單片集成AFL可產(chǎn)生脈沖包絡(luò)(PPs)動力學(xué)態(tài)，但系統(tǒng)地對其輸出PPs特性的研究還未見報道

3、。
　　本文實驗研究了由分布反饋激光器區(qū)(DFB區(qū))、相位控制區(qū)(P區(qū))以及放大反饋區(qū)(A區(qū))所構(gòu)成的三段式單片集成AFL產(chǎn)生的PPs的動力學(xué)特征。借助于AFL輸出的功率譜以及時間序列的自相關(guān)函數(shù)曲線分析了放大反饋區(qū)電流IA和相位控制區(qū)電流IP對PPs的重復(fù)頻率νPP和包絡(luò)規(guī)則性的影響。研究結(jié)果表明：相對較大的DFB區(qū)電流IDFB會使AFL輸出兩個模式，此時合理調(diào)節(jié)IP與IA可使AFL輸出PPs動力學(xué)狀態(tài)。隨后的研究中我們將IDF

4、B固定在86.15mA以保證AFL工作在雙模區(qū)域。對于一給定IP=96.00 mA，AFL可在兩個不連續(xù)的IA區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)PPs狀態(tài)。隨著IA的增加，AFL輸出PPs的重復(fù)頻率νPP在IA較小的區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)單調(diào)下降趨勢，而在IA較大區(qū)域內(nèi)會先減小然后出現(xiàn)小范圍波動。與此同時，時間序列自相關(guān)函數(shù)的次最大值σ在IA相對較小區(qū)域內(nèi)與νPP的變化趨勢相近，而當(dāng)IA較大的區(qū)域內(nèi)則呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢。對于一給定IA=9.00mA，IP的變化會顯著