光注入下單片集成半導體激光器非線性動力學特性的研究.pdf

1、近年來，為了滿足光學器件微小化的發(fā)展趨勢，光子集成技術(shù)得到了快速的發(fā)展。光子集成器件具有傳統(tǒng)的分立光學元件所組成的系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢，如體積小、損耗低、穩(wěn)定性強以及易于批量生產(chǎn)等。作為光子集成器件中的一種，單片集成半導體激光器(MISLs)也因為這些獨有的優(yōu)勢而備受矚目。關(guān)于MISLs的非線性動力學特性以及它們在高質(zhì)量光子微波的產(chǎn)生、高速物理隨機數(shù)的獲取、混沌同步通信、全光時鐘恢復等方面應(yīng)用的研究成果也被相繼報道出來。然而，目前的工作大

2、多集中在研究獨立的MISLs上，外部擾動下的MISLs的研究還比較匱乏。
　　本文實驗研究了一種三段式MISL的非線性動力學特性，著重分析了光注入對MISL輸出的非線性動力學態(tài)的影響。實驗結(jié)果表明：只在分布反饋(DFB)區(qū)供電時獨立運行的MISL表現(xiàn)出和普通的DFB半導體激光器類似的輸出特性，隨著偏置電流的增加激光器輸出功率和峰值波長顯著提升，而DFB區(qū)電流固定時改變相位(P)區(qū)和增益(G)區(qū)電流造成的影響相對較弱；適當?shù)恼{(diào)節(jié)三個

3、區(qū)域的電流獨立的MISL可以呈現(xiàn)出豐富的非線性動力學態(tài)，如穩(wěn)態(tài)(S)、單周期態(tài)(P1)、倍周期態(tài)(P2)、多周期態(tài)(MP)以及混沌態(tài)(C)，然而獨立的MISL工作在混沌態(tài)的區(qū)域相當小，并且還需要仔細的搭配調(diào)節(jié)三個區(qū)域的電流，這在一定程度上限制了MISL基于混沌輸出的應(yīng)用；引入外部光注入后，在合適的注入系數(shù)η以及頻率失諧Δf下，原本工作在其他非線性動力學狀態(tài)的MISL可以轉(zhuǎn)變?yōu)榛煦鐟B(tài)輸出，而已經(jīng)工作在混沌態(tài)的MISL也可以被轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌麪顟B(tài)