平行光注入下1550nm垂直腔面发射激光器的偏振开关和双稳特性研究

发布时间：2025-02-11 15:09

　　相比于传统的边发射半导体激光器（EELs）,垂直腔面发射激光器（VCSELs）具有制作成本低廉、阈值电流低、调制带宽大、单纵模运行、圆形光输出、易于二维集成等优势,因此在光通信与光存储等领域的应用前景广阔。由于VCSELs的有源区为圆柱形对称结构,同时材料本身又具有弱各向异性,因此VCSELs可激射两个沿晶格方向且彼此正交的线偏振模式,其中输出功率较大的称为主导偏振模式。通过改变激光器的偏置电流、温度或者引入外部扰动（如光电反馈、光反馈、电流调制、光注入）的方式,VCSELs输出的主导偏振模式有可能转换到与其正交的另一个偏振模式,即引起偏振开关（Polarization switch,PS）。进一步地,当引起VCSELs呈现PS的系统参量沿不同变化路径变化时,发生PS的该参量值可能不同,此时即出现偏振双稳（Polarization bistability,PB）现象。VCSELs的PS和PB现象因在光互联、光信息处理、光学开关等方面的潜在应用,已成为当前研究热点之一。近些年来,对光注入VCSELs呈现的PS和PB特性已有大量报道,但主要集中在正交光注入和可变光注入的情形,而平行光注入VC...

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 半导体激光器的发展与应用
        1.1.1 半导体激光器的发展
        1.1.2 半导体激光器的应用
    1.2 半导体激光器的结构和特点
        1.2.1 边发射激光器(EELs)的结构和特点
        1.2.2 垂直腔面发射激光器(VCSELs)的结构和特点
    1.3 垂直腔面发射激光器(VCSELs)的偏振特性及研究现状
    1.4 本文研究的内容及意义
第2章 VCSELs的基本理论
    2.1 引言
    2.2 VCSELs的理论模型
        2.2.1 L-K速率方程
        2.2.2 自旋反转模型(Spin-Flip Model,SFM)
    2.3 光注入VCSELs的速率方程
    2.4 光注入VCSELs的相关特性
        2.4.1 光注入VCSELs呈现的非线性动力学特性
        2.4.2 光注入VCSELs产生的注入锁定特性
        2.4.3 光注入VCSELs产生的PS和 PB特性
    2.5 本章小结
第3章 平行光注入下VCSELs的偏振开关和双稳特性研究
    3.1 引言
    3.2 实验装置
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 注入光频率变化诱导的偏振开关和偏振双稳
        3.3.2 不同偏置电流下,注入功率对频率诱导PS和 PB特性的影响
    3.4 本章小结
第4章 结束语
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文



本文编号：4033442