光注入法布里—珀罗半导体激光器的动态特性研究
[Abstract]:Semiconductor laser technology has been developed rapidly in recent years, and the performance of semiconductor laser has been continuously improved, so it is widely used in optical fiber communication and high-speed optical networks. With the increasing demand for high speed, high capacity and high bandwidth in modern optical fiber networks, the stability, linewidth and modulation bandwidth of semiconductor lasers are becoming more and more important. Fabry-Perot (F-P) semiconductor lasers have been widely used in commercial fiber networks, but F-P semiconductor lasers are multimode lasers and have low stability and modulation bandwidth. The optical injection technique can make the F-P semiconductor laser output stable single-mode laser and increase the 3dB bandwidth of its direct modulation. Moreover, optical injection semiconductor lasers have important applications in photogenerated microwave, which is one of the core technologies in radio-over-Fibre-RoF systems. In this paper, the development of semiconductor lasers, the development of optical injection semiconductor lasers and the application of nonlinear states are introduced. The optical injection semiconductor laser is analyzed and numerically simulated by using the medium gain model of the semiconductor laser rate equation. The nonlinear state of the optical injection F-P semiconductor laser is studied and discussed in detail. The application of optical injection locked semiconductor laser in measuring the linewidth enhancement factor of semiconductor laser and improving the 3dB modulation bandwidth of semiconductor laser is studied. The main content is as follows: 1. By using the rate equation of the semiconductor laser and the medium gain model, the theoretical analysis of the injection locking process is carried out, and the variation of photon number density and carrier number density during the injection locking process is numerically simulated. The effects of various parameters on injection locking are studied, and the difference between positive detuning and negative detuning of injection-locked master-slave lasers is demonstrated experimentally. The spectrum and power of the output light of the injected locked F-P semiconductor laser are discussed in detail, and the nonlinear states of the laser are studied. The distribution point diagram of nonlinear state under different injection power and different frequency detuning is plotted. The application of optical injection locked semiconductor laser is studied preliminarily. The linewidth enhancement factor of semiconductor laser at a certain working current is measured by using the asymmetry of the locked state when the laser is injected into the semiconductor laser. The different effects of injection power and master-slave detuning on the frequency response of F-P semiconductor laser are analyzed by improving the frequency response of direct-modulated laser by optical injection locking, and the frequency tunable microwave signal is generated by optical injection laser.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN248.4
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