大幅度增加弛豫振荡频率来实现毫米级外腔半导体激光器的外腔机制转换
本文选题：混沌 + 半导体激光器 ； 参考：《物理学报》2017年23期
【摘要】：混沌外腔半导体激光器输出明显存在弛豫振荡特征,弛豫振荡频率小于外腔振荡频率时,外腔半导体激光器输出态是短腔机制;反之,外腔半导体激光器输出态是长腔机制.首先对比分析了弛豫振荡频率为5.6 GHz,腔长对频谱有效带宽的影响.然后同时调节注入电流和载流子寿命来大幅度地增加弛豫振荡频率.最后在弛豫振荡频率为40 GHz、腔长为毫米级(4—20 mm)时,实现由短腔机制到长腔机制的转换,进而分析了外腔反馈率和外腔长对外腔半导体激光器频谱带宽的影响.分析结果表明:短腔机制下,输出混沌态不稳定,0.1 mm的偏差就会导致混沌态与非混沌态之间的转化;长腔机制下,输出混沌态稳定,输出混沌区域较大,证明长腔机制下更有益于获得宽带连续的混沌区域.在弛豫振荡频率为40 GHz、外腔长度为毫米级时,实现了外腔半导体激光器的长腔机制,从而增大了高带宽混沌的参数空间.
[Abstract]:Relaxation oscillation is obvious in the output of chaotic external cavity semiconductor laser. When the frequency of relaxation oscillation is less than the frequency of external cavity oscillation, the output state of external cavity semiconductor laser is a short cavity mechanism, whereas the output state of external cavity semiconductor laser is a long cavity mechanism. Firstly, the influence of the cavity length on the effective bandwidth of the spectrum is compared with the relaxation oscillation frequency of 5.6 GHz. The relaxation oscillation frequency is greatly increased by adjusting the injection current and carrier lifetime simultaneously. Finally, when the relaxation oscillation frequency is 40 GHz and the cavity length is 4-20 mm), the conversion from the short cavity mechanism to the long cavity mechanism is realized. The influence of the external cavity feedback rate and the frequency spectrum bandwidth of the external cavity semiconductor laser is analyzed. The results show that under the short cavity mechanism, the error of 0.1 mm in output chaotic state will result in the transformation between chaotic state and non-chaotic state, and in long cavity mechanism, the output chaotic state will be stable, and the output chaotic region will be large. It is proved that the long cavity mechanism is more beneficial to obtain broadband continuous chaotic regions. When the frequency of relaxation oscillation is 40 GHz and the length of external cavity is millimeter, the long cavity mechanism of external cavity semiconductor laser is realized, thus increasing the parameter space of high bandwidth chaos.
【作者单位】： 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室;太原理工大学物理与光电工程学院光电工程研究所;
【基金】：国家国际科技合作专项(批准号:2014DFA50870) 国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目(批准号:61527819)资助的课题~~
【分类号】：TN248.4
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，本文编号：2035838
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