混沌激光具有寬頻譜、類噪聲的特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于通信、傳感和激光雷達(dá)等領(lǐng)域.半導(dǎo)體激光器因體積小、性能穩(wěn)定、成本低等優(yōu)勢(shì)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(dǎo)體激光器信號(hào)帶寬窄,存在時(shí)延特征,且大多為分立器件構(gòu)成的系統(tǒng).針對(duì)以上問題,綜合介紹了近年來在混沌激光帶寬增強(qiáng)、時(shí)延特征抑制和集成化混沌激光器方面的研究進(jìn)展,并對(duì)混沌半導(dǎo)體激光器的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景進(jìn)行展望. 

【文章來源】：應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào). 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(shí)驗(yàn)裝置和結(jié)果

在光注入結(jié)構(gòu)中，主從激光器之間存在頻率失諧，引起注入光場(chǎng)和從激光器腔內(nèi)光場(chǎng)的拍頻耦合，激發(fā)復(fù)合腔模振蕩，產(chǎn)生了大量新的光頻成分，并實(shí)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(zhǎng)外光注入法布里-珀羅半導(dǎo)體激光器(Fabry-Pérot laser diode,FP-LD)結(jié)構(gòu)[49]，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖2(a)所示.兩個(gè)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(zhǎng)寬帶混沌激光，其頻譜如圖2(b)所示.文獻(xiàn)[50]從理論上研究了上述方法增強(qiáng)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(shí)現(xiàn)高帶寬混沌信號(hào)輸出；文獻(xiàn)[51將3個(gè)半導(dǎo)體激光器構(gòu)成環(huán)形單向注入結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了27 GHz的寬帶混沌激光；文獻(xiàn)[52]將雙混沌光注入穩(wěn)態(tài)激光器，同樣實(shí)現(xiàn)了帶寬增強(qiáng)；文獻(xiàn)[53]采用3個(gè)半導(dǎo)體激光器級(jí)聯(lián)注入的方法，獲得了標(biāo)準(zhǔn)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(gè)半導(dǎo)體激光器的互注入結(jié)構(gòu)產(chǎn)生寬帶混沌激光[54]，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖3(a)所示.兩個(gè)半導(dǎo)體激光器的頻率失諧由溫度控制器調(diào)節(jié)，耦合強(qiáng)度由衰減器控制通過實(shí)驗(yàn)分析了頻率失諧量和耦合強(qiáng)度分別對(duì)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(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)的物理機(jī)制如下：兩個(gè)激光器腔內(nèi)光場(chǎng)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(yīng).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(shí)延特征抑制

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]50GHz寬帶混沌信號(hào)發(fā)生器[J]. 呂天爽,楊強(qiáng),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(xué)進(jìn)展. 2019(13)
[2]反饋相位隨機(jī)調(diào)制消除混沌半導(dǎo)體激光器的外腔長(zhǎng)信息[J]. 張建忠,王安幫,張明江,李曉春,王云才.  物理學(xué)報(bào). 2011(09)
[3]利用半導(dǎo)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(xué)報(bào). 2011(06)
[4]交叉相位調(diào)制提高半導(dǎo)體激光器混沌載波發(fā)射機(jī)帶寬方法[J]. 顏森林.  物理學(xué)報(bào). 2010(06)



本文編號(hào)：3331981