切趾光纤光栅外腔半导体激光器工作特性的研究

摘要

随着信息技术的迅猛发展，数据传输容量的提高，波分复用(WDM)技术已经成为光纤通信领域的一个研究热点。考虑到将来信息传输容量的急剧增长，不仅需要拓展可复用的波长范围，同时信道间距也需要进一步降低。为了实现高密集波分复用(DWDM)，需要解决的首要问题是具有更高精确度和更稳定激射波长的相干光源的获得。近年来，光纤光栅外腔半导体激光器(FGL)作为DWDM系统可供选用的光源之一，受到了人们的广泛关注并已开展了一些相关的研究。由于相对于普通的Bragg光纤光栅而言，切趾光纤光栅的反射谱旁瓣较小，因此具有更好的选模特性。利用切趾光纤光栅作为外腔的半导体激光器将更适合应用于现今的高速光纤通信系统。 本文利用传输矩阵法对外腔半导体激光器(ECSL)的工作特性进行研究。由于随着激光器各项参数的变化,ECSL模式的位置和强弱是在不断变化的，因此采用不需要预先设定起振模式的传输矩阵法将更符合物理事实。根据传输矩阵理论模型，满足传输矩阵的传输条件下的波长即为起振模式的波长，确定起振模式后就可以准确和方便地分析外腔半导体激光器的输出特性。本论文基于切趾光纤光栅外腔半导体激光器(AFGL)的传输矩阵模型，着重分析了切趾光纤光栅外腔的一些重要参数对外腔半导体激光器工作特性的影响，数值模拟了不同系统参数下的ECSL的P-I特性曲线、输出谱分布、以及腔内和腔外谱线的边模抑制比。结果表明：随着切趾光纤光栅的最大折射率调制深度An0的改变,AFGL激射波长的频谱位置在一定范围内发生移动，同时使激光器得到了较好的功率输出效果。并且当合理选择系统参量时，AFGL输出谱的3dB带宽外的模式得到了较好的抑制，在没有给激光器的前端面镀增透膜的条件下(即弱反馈)，得到了边模抑制比(SMSR)达40dB以上的激光输出。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2光纤通信发展历史

1.3半导体激光器及外腔半导体激光器的发展

1.4光纤光栅外腔半导体激光器的研究现状

1.5切趾光纤光栅外腔半导体激光器的特点

1.6本文的工作

参考文献

第二章光纤光栅的基本特性

2.1引言

2.2光纤光栅的光学特性

2.3光纤光栅的传输矩阵理论

2.4光纤光栅性质与分析

参考文献

第三章外腔半导体激光器的基本理论

3.1引言

3.2半导体激光器的基本理论

3.3外腔半导体激光器的理论研究

参考文献

第四章 切趾型光纤光栅外腔半导体激光器的传输矩阵法理论及数值分析

4.1引言

4.2理论分析

4.3结果与讨论

4.4本章小节

参考文献

第五章 结束语

攻读硕士期间发表论文

致谢