新型光纖半導(dǎo)體復(fù)合腔可調(diào)諧激光器的研究.pdf

1、隨著光通信技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜萘亢退俾收诔掷m(xù)穩(wěn)定地提高，光纖通信系統(tǒng)對通信光源的精確性和穩(wěn)定性提出了更高的要求。本文對一種新型的光纖半導(dǎo)體復(fù)合腔(FSHC)可調(diào)諧激光器的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究。該激光器以FPLD為核心，采用基于濾波器的環(huán)形腔結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)窄線寬可調(diào)諧單頻激光輸出。通過調(diào)節(jié)腔內(nèi)濾波器工作狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)輸出激光的大范圍寬帶調(diào)諧。這種器件在高速光通信系統(tǒng)和WDM光網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。 本文在對Fabry

2、-Perot(FP)型半導(dǎo)體激光器(LD)基本理論進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，建立了FSHC激光器的一維理論模型，應(yīng)用數(shù)值方法對激光器的時(shí)域和頻域工作特性進(jìn)行了較為系統(tǒng)和深入的研究。主要包括以下幾個(gè)方面： 1．從激光器的基本理論出發(fā)，論述了FPLD的基本理論模型和工作原理。在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出基于腔內(nèi)電磁場隨機(jī)光場展開的行波方程和載流子速率方程，并給出了增益譜，自發(fā)輻射譜的解析表達(dá)式，以及相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果。 2．詳細(xì)論述了FSHC激

3、光器的基本設(shè)計(jì)原理、器件組成和工作機(jī)理。 3．對FSHC激光器的一維行波速率方程采用分步時(shí)域算法(SS-TDM)進(jìn)行數(shù)值化求解的方法進(jìn)行了研究，編制相應(yīng)的FORTRAN源程序。詳細(xì)分析了FSHC激光器的各種動態(tài)工作特性，主要包括載流子濃度隨時(shí)間和腔長的分布，輸出光功率隨時(shí)間的變化以及激光功率譜等。 4．由于直接在頻域?qū)SHC激光器的輸出光譜特性進(jìn)行分析是困難的，本文在時(shí)域分析的基礎(chǔ)上，以時(shí)域動態(tài)仿真模型得到的載流子分布