SOA在单片集成可调谐半导体激光器中的应用

摘要

可调谐激光器在光纤通信系统中有着十分广泛的应用。从波分复用(WDM)技术使用之初起，可调谐激光器就开始成为了人们的研究热点。除了作为宽范围波长可调的静态光源使用，可调谐激光器在动态全光网络中起着关键的作用。尽管多电极电流控制的可调谐半导体激光器具有纳秒级的波长调谐速度，但由于其器件本身的特性限制，在波长切换过程中瞬态模式的产生会对光网络系统产生不利影响。 为了消除“瞬态模式”给可调谐半导体激光器的应用带来的不利影响，可以利用半导体光放大器(SOA)所具有的工作波长范围宽、响应速度快和易于集成等特点，将可调谐半导体激光器与SOA进行单片集成，利用SOA的快速开关特性可以将激光模块在波长变换的非稳态过程中产生的“瞬态模式”给屏蔽掉。同时，将SOA与可调谐半导体激光器进行集成还可以起到放大和均衡光功率的作用。 本文以载流子速率方程和光功率传播方程为基础，应用SOA的分段模型对其特性进行了仿真分析。首先分析了SOA在不同偏置电流作用下和不同输入光功率条件下的增益放大特性，并讨论了SOA的功率均衡功能；然后，重点模拟了SOA在不同控制电流作用下的动态开关响应特性，分析了不同电流脉冲参数对SOA的开关特性的影响，为优化SOA开关特性提供了理论基础和依据。