光反饋?zhàn)饔孟?550nm-VCSELs的偏振轉(zhuǎn)換及非線性動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSELs)相對(duì)于常規(guī)的邊發(fā)射半導(dǎo)體激光器(EELs)而言具有體積小、閾值電流低、發(fā)散角小、可單縱模光輸出、易于光纖耦合、易集成等優(yōu)點(diǎn)。由于VCSELs圓形輸出端口和弱的各項(xiàng)異性使得其在光反饋?zhàn)饔孟鲁尸F(xiàn)更為復(fù)雜的非線性動(dòng)力學(xué)特性。目前，VCSLEs在光反饋?zhàn)饔孟碌姆蔷€性動(dòng)力學(xué)行為的實(shí)驗(yàn)和理論研究已有大量的報(bào)道，且研究主要局限在短波長區(qū)域，對(duì)于激射波長位于1310nm-1550nm的長波長VCSELs的相關(guān)研究還比

2、較匱乏。而1550nm-VCSELs的激射波長位于光纖的低損耗窗口，在信息的長距離、并行傳輸領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。
　　 本文基于自旋反轉(zhuǎn)模型，研究了1550nm垂直腔面發(fā)射激光器(VCSELs)在偏振保持光反饋下的非線性動(dòng)力學(xué)特性。結(jié)果表明:自由運(yùn)行的1550nm-VCSELs在電流增加的過程中發(fā)生偏振轉(zhuǎn)換所對(duì)應(yīng)的電流值與內(nèi)部參數(shù)的取值有關(guān)，隨著有源介質(zhì)線性色散效應(yīng)系數(shù)γa的增大，偏振開關(guān)的轉(zhuǎn)換點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電流值將增加;偏振保持光反

3、饋的引入將導(dǎo)致1550nm-VCSELs中自由運(yùn)行時(shí)的主導(dǎo)模（Y偏振模式）在不同電流下呈現(xiàn)不同動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，引起另外一個(gè)模式(X模式）激射，兩個(gè)模式的平均輸出功率隨電流的增加總體呈現(xiàn)增加的趨勢，但伴隨著起伏;反饋時(shí)間取不同值時(shí)，1550nm-VCSELs的輸出隨著反饋強(qiáng)度的增大經(jīng)歷倍周期、準(zhǔn)周期或陣發(fā)混沌等多種通向混沌的演化途徑。本文的研究意義在于能夠幫助了解在實(shí)際應(yīng)用過程中長波長VCSELs可能遭受到的外部反饋對(duì)其工作特性的影響，而且對(duì)