单片集成注入锁定DFB激光器调制与传输特性研究

发布时间：2020-05-09 01:08

【摘要】：随着光通信技术的高速发展,人们更加追求信息传输的速度与容量。这对半导体光电子技术也提出了更高的要求。半导体激光器作为光通信光源,也是光通信不可或缺的一环,所以研制出良好性能的激光器具有重要意义。为了提升半导体激光器的性能,人们研制出各种各样不同特殊结构的半导体激光器。本论文主要介绍了一种单片集成注入锁定(Monolithic Optical Injection-locked MOIL)DFB半导体激光器,并对它的啁啾特性和单边带调制特性进行了研究,同时对它的传输特性也进行了一定的研究,具体工作和成果如下:研究了基于REC技术的单片集成注入锁定DFB激光器的设计与外延结构,通过测试分析了该激光器的静态性能。包括失谐频率与功率注入比。提出了一种外差拍频方法,验证了 MOIL激光器对频率啁啾的抑制,相较于从激光器自由运行时,激光器处于注锁状态时的频率啁啾从11.42GHz下降到0.84GHz。基于光谱特性评估MOIL激光器传输的频率啁啾,结果表明,相较于从激光器自由运行时,激光器处于注锁状态时的半高宽从0.1067nm下降到0.0123nm。对应的频率啁啾从13.3GHz下降到1.4GHz。当处于注入锁定状态时,激光器的频率啁啾得到抑制。分析了光注入锁定实现单边带调制的原理。通过实验对MOIL激光器实现了单边带调制。在注锁状态下,Pusb/Plsb值相较于从激光器自由运行时从1.862dB最高增大至29.2dB,且调制信号功率增加,Pusb/Plsb值也会增大。实验证明了 MOIL激光器经过50k m光纤传输后在注锁状态下的归一化光纤传输响应明显小于非注锁状态,因为此时传输系统中的光纤色散被抑制了。同时,测试了在注入锁定状态下,激光器在RF调制下,经过不同长度光纤后的电功率情况。结果表明,电功率随传输光纤长度随线性变化,传输并未受光纤色散的影响。最后,测试并计算了MOIL激光器传输后的误差向量幅度(Error Vector Magnitude,EVM)和误码率(Bit Error Rate,BER)。在特定的注入锁定状态下,在背靠背、传输25km、50km光纤后,EVM均保持为5%以下,且误码率最大为10-10。MOIL激光器在特定的注入锁定条件下,光纤传输系统中的色散被抑制了,传输系统性能得到大大的提升。
【图文】：

图１－２用拍频法测试频率啁啾实验装置图｜３０｜逡逑１９９５年，，Ｆｅｎｇ对两段式分布反馈半导体激光器的频率啁啾的抑制进行了研逡逑

图１－５啁啾测试实验装置图丨３４｜逡逑１．３．２工原理逡逑
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN248

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本文编号：2655337