光纤光栅外腔半导体激光器运行不稳定性分析

摘要

在已有的对FGESL的研究中,所采用的理论模型均忽略了光纤光栅(FG)的反射相位及光线在外腔中的往返相移对模式分布的影响,认为FGESL的模式分布跟没有FG外腔时LD的模式一致,这种处理方式显然违背了物理事实.基于此,该文中利用FG实际的反射相位分布,计及半导体激光器(LD)、外腔及光纤光栅(FG)三者的共同作用,根据FGESL满足的阈值条件,从理论上研究了温度及外腔长度的变化对FGESL激射波长的影响;根据FGESL中纵模所满足的相位条件得到其纵模分布后,利用FGESL满足的多模速率方程,研究了LD的注入电流对FGESL输出特性的影响.数值模拟的结果表明:①由于温度变化造成半导体介质和光纤的折射率发生变化从而导致FGESL的纵模发生移动,因此FGESL的激射波长随着温度的升高将存在向长波长方向发生移动的趋势,对于短外腔,FGESL的纵模间距较大,半导体介质折射率随温度的变化程度大于光纤折射率随温度的变化程度,因而存在模式跳跃现象;对于长外腔,由于FGESL的纵模间隔很小,因而不存在明显的模式跳跃现象.②当温度保持一定时,对于短外腔,外腔长度的微小变化可以导致FGESL的激射波长产生显著的变化;而对于长外腔(尤其当外腔长度大于10cm)时,外腔长度的变化对FGESL的激射波长基本没有影响.③FGESL的激射波长随LD的注入电流的增大而发生波动;边模抑制比(SMSR)随注入电流的增大总体上呈现上升趋势,但其变化过程并不平滑而是有较大的波动;FGESL的P-I曲线有微小的扭曲.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2光纤光栅外腔半导体激光器特点及其谐振腔结构

1.3国内外研究概况

1.4本文研究的内容和意义

第二章光纤光栅外腔半导体激光器基本理论

2.1引言

2.2半导体激光器多模振荡的理论分析

2.3光纤光栅作为反馈的外腔半导体激光器

第三章光纤光栅的特性

3.1引言

3.2光纤光栅耦合模理论

3.3光纤光栅传输矩阵分析

3.4均匀光纤光栅响应的数值计算

第四章温度变化对光纤光栅外腔半导体激光器激射波长的影响

4.1引言

4.2理论分析

4.3结果与讨论

第五章外腔长度变化对光纤光栅外腔半导体激光器激射波长的影响

5.1引言

5.2结果与讨论

第六章注入电流对弱反馈光纤光栅外腔半导体激光器输出特性的影响

6.1引言

6.2理论分析

6.3结果与讨论

第七章结束语

参考文献

攻读硕士期间学习情况

致谢