光注入下VCSELs的偏振轉(zhuǎn)換特性研究.pdf

1、垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSELs)作為一種新型的半導(dǎo)體激光器，具有發(fā)散角小，閾值電流低，單縱模工作，易于實(shí)現(xiàn)二維陣列，動(dòng)態(tài)調(diào)制頻率高等優(yōu)點(diǎn)，在光通信，光互聯(lián)，光存儲(chǔ)以及光開(kāi)關(guān)等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。一般而言，VCSELs的輸出包含兩個(gè)相互正交的線偏振模式，由于VCSELs中增益介質(zhì)或激光腔存在較弱的各向異性，進(jìn)而導(dǎo)致VCSELs的線性偏振模式不穩(wěn)定。對(duì)于具有某一確定偏振模式的VCSELs，通過(guò)改變其某些參量實(shí)現(xiàn)偏振模式的跳變，從而使

2、原來(lái)被抑制的模式變?yōu)橹鲗?dǎo)模式而原主導(dǎo)模式受到抑制，這種現(xiàn)象稱為偏振開(kāi)關(guān)(PS)效應(yīng)。通過(guò)調(diào)整VCSELs某些外部擾動(dòng)（如光注入、光反饋等）的特征參量可以改變VCSELs的偏振開(kāi)關(guān)的位置。目前，關(guān)于光注入下VCSELs的偏振開(kāi)關(guān)的研究大多局限于線偏振光注入，而關(guān)于橢圓偏振光注入下VCSELs的偏振開(kāi)關(guān)特性的研究還比較匱乏。
　　本文主要介紹了垂直腔面發(fā)射激光器(VCSELs)的基本結(jié)構(gòu)及基本理論，并基于VCSELs的自旋反轉(zhuǎn)模型(S

3、FM)，理論研究了橢圓偏振光注入下VCSELs的偏振開(kāi)關(guān)特性，說(shuō)明了橢圓偏振注入光與VCSELs之間的注入偏轉(zhuǎn)角度和主、副激光器之間的頻率失諧量對(duì)VCSELs的偏振開(kāi)關(guān)的影響。研究結(jié)果表明:在X偏振模占主導(dǎo)的VCSEL中，采用橢圓偏振光注入時(shí)，隨著注入光與VCSEL之間的注入偏轉(zhuǎn)角度θ的增大，VCSEL發(fā)生偏振開(kāi)關(guān)所需的最小注入系數(shù)(ηinmin)值將呈現(xiàn)減小的趨勢(shì);當(dāng)注入偏轉(zhuǎn)角度θ值固定，且主激光器與副激光器之間存在頻率失諧（△v=v