增益开关半导体激光脉冲抖动的分析和测量

摘要

作为光通讯以及光电取样检测系统的主要光源，增益开关半导体激光器产生的激光脉冲质量受到了极大的关注。抖动是衡量激光脉冲质量的一个重要参数，抖动对光通讯系统中的误码率、光电取样检测系统中的精确度都有很大的影响，在研究如何降低抖动之前首要解决的问题就是脉冲抖动的测量。本文围绕增益开关激光脉冲的抖动测量进行了一定的理论和实验研究，主要进行了以下工作： 首先，概述了激光脉冲抖动测量技术的发展路线；系统地分析了取样示波器法、相位噪声法、谐波分析法、互相关法等脉冲抖动的测量方法。理论分析了谐波频谱分析法测量激光脉冲抖动的数学模型、测量原理，修正了VorDerLinder等人所建立的基于功率谱测量脉冲抖动的误差，推导出了普适的测量脉冲抖动的数学表达式。并数值模拟了不同情况下激光脉冲功率谱的表现形式。 Ⅰ其次，建立了低抖动增益开关半导体激光脉冲的实验系统，并利用取样示波器和谐波频谱分析法对激光脉冲的抖动进行了比较测量。选择中心波长为1550nm的法布里-玻罗半导体激光器，采用增益开关法产生了脉冲宽度为59ps激光脉冲，并利用外光注入法降低激光脉冲的时基抖动。用谐波分析法和取样示波器测量了脉冲的振幅噪声和时基抖动，对测量结果进行了比较。测量了激光脉冲经过掺铒光纤放大器放大前后的脉冲抖动并分析了它们的差别。通过对测量结果的分析表明，在脉冲宽度变化不大的情况下，利用谐波频谱分析法测量脉冲抖动，具有很高的精确度。

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

第二章增益开关半导体激光脉冲的抖动

2.1半导体激光器的噪声

2.2激光脉冲时基抖动

第三章增益开关半导体激光脉冲抖动的测量原理

3.1取样示波器测量

3.2相位噪声测量法

3.3谐波频谱分析法

3.4互相关测量法

3.5小结

第四章增益开关半导体激光脉冲抖动的测量

4.1低抖动增益开关半导体激光脉冲的产生

4.2激光脉冲抖动测量实验

4.3测量结果分析与讨论

4.4小结

第五章总结与展望

参考文献

附录

致谢

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