光電負反饋下光注入1550 nm VCSELs的非線性動力學特性研究.pdf

1、隨著光電子時代的到來，半導體激光器已成為世界上發(fā)展最快，應用最廣的激光光源之一，各類性能優(yōu)良的半導體激光器在光存儲、光互連、光通信和光電顯示等領域倍受人們的青睞。垂直腔面發(fā)射激光器(VCSELs)作為新型量子阱半導體激光器的典型代表，其相對于其它半導體激光器，具有體積小、閾值電流低、可實現(xiàn)動態(tài)單縱模工作、遠場發(fā)散角較小、動態(tài)調(diào)制頻率高、易與光纖耦合等優(yōu)點，因此越來越受到人們的廣泛關注。已有的研究表明，VCSELs在自由運行或適當?shù)耐獠繑_

2、動下可呈現(xiàn)出單周期(P1)、二倍周期(P2)、準周期(QP)、混沌(CO)等一系列非線性動力學行為，這些動力學行為在光信息處理、光混沌保密通信、高頻微波產(chǎn)生技術、高速真隨機數(shù)獲取技術等領域的潛在應用價值受到人們的普遍關注。早期的相關研究主要集中在短波長(<1μm) VCSELs的材料體系、結(jié)構(gòu)、器件性能，以及其在自由運行或在光注入、光反饋、光電反饋等外部擾動下的非線性動力學特性。近年來，隨著長波長(>1μm) VCSELs制作工藝的日臻

3、完善，其工作性能得到顯著提高，且在通信、信息處理、光生微波等領域展現(xiàn)出了極大的應用價值。因此，對長波長VCSELs的研究具有十分重要的意義。
　　考慮到長波長VCSELs的諸多實用價值，本文基于VCSELs的自旋反轉(zhuǎn)模型，研究了光電負反饋下1550nm正交偏振光注入VCSELs的非線性動力學特性。研究結(jié)果表明：對于自由運行工作在Y線偏振模式的1550nm VCSELs，在適當?shù)淖⑷霃姸群褪еC頻率條件下，該激光器可呈現(xiàn)出穩(wěn)態(tài)(S)、

4、穩(wěn)定注入鎖定(SIL)、P1、P2、多周期(MP)、CO等多種非線性動力學狀態(tài)以及偏振轉(zhuǎn)換現(xiàn)象(PS)；引入光電負反饋后，1550nm正交偏振光注入VCSELs將呈現(xiàn)出雙頻準周期(Q2)、三頻準周期(Q3)等動力學狀態(tài)。在注入強度和失諧頻率構(gòu)成的參數(shù)空間，對于確定的反饋延時時間，反饋強度大小對該激光器的動力學狀態(tài)分布有明顯影響；對于確定的光電反饋強度，在注入強度相對較小的區(qū)域，反饋延時時間對該激光器動力學狀態(tài)分布也有明顯影響，而對于注入