基于光注入1550 nm-VCSEL產生窄線寬微波信號.pdf

1、光載無線通信(Radio-over-Fiber，RoF)技術是將無線通信與光纖通信有效結合的一種新興通信技術，而光子微波的獲取技術是其領域的研究熱點。在眾多的光子微波獲取方案中，基于光注入邊發(fā)射半導體激光器(Edge Emitting Semiconductor Lasers, EESLs)呈現(xiàn)的單周期振蕩獲取光子微波的方案受到額外關注。采用該方案所產生的微波信號具有頻率可調諧、光譜具有單邊帶結構等優(yōu)勢，但微波信號的線寬比較寬，需進一步

2、引入頻率穩(wěn)定技術進行窄化。相比于傳統(tǒng)的EESLs而言，垂直腔表面發(fā)射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers，VCSELs)具有體積小、閾值低、與光纖易于耦合等優(yōu)勢，因此基于光注入 VCSELs獲取微波信號的方案更具應用前景。
　　本文提出了基于平行偏振光注入1550 nm-VCSEL呈現(xiàn)的單周期非線性動力學態(tài)來獲取光子微波信號，并實驗研究了光電負反饋的引入對所產生的微波信號的特性影響

3、。研究結果表明：通過調節(jié)注入光的注入強度以及注入光的頻率，1550 nm-VCSEL在平行偏振光注入下可呈現(xiàn)出注入鎖定(SIL)、單周期(P1)、倍周期(P2)、混沌(CO)多種豐富的動力學狀態(tài)；對于特定的頻率失諧，1550 nm-VCSEL在較大的注入功率范圍內均可呈現(xiàn)單周期振蕩，在合適的注入光強度下，平行偏振光注入1550 nm-VCSEL可產生光譜具有單邊帶結構、頻率高于10 GHz的光子微波信號，但由于激光器中存在固有位相噪聲，

4、導致該微波信號的線寬達到了幾十 MHz量級，影響信號在通信系統(tǒng)中的長距離傳輸；進一步引入光電負反饋對微波信號線寬進行窄化，在選取合適的光電反饋強度后，可將該微波信號的線寬從無反饋時MHz量級降低至一百多kHz(減小了兩個數(shù)量級以上)，且信號的信噪比為40.7 dB，其原因是由于光電反饋環(huán)中延時重復的微波信號對單周期振蕩的鎖定作用；另外，在固定反饋強度與其它的系統(tǒng)參量，只改變注入光的注入功率即可獲得頻率在一定范圍內連續(xù)可調諧的窄線寬微波信