光注入半導體激光器的非線性動態(tài)特性及其應用研究.pdf

1、半導體激光器在外部光注入擾動下會呈現(xiàn)豐富的非線性動態(tài)特性，諸如單周期振蕩、倍周期振蕩、混沌等現(xiàn)象。深入研究這些動態(tài)現(xiàn)象，有助于揭示半導體激光器非線性動態(tài)特性產(chǎn)生的物理機制，并進一步拓展其應用領(lǐng)域。
　　 本文從理論和實驗兩方面研究了光注入半導體激光器的非線性動態(tài)特性及其應用：①理論研究了各種參數(shù)對單周期振蕩和混沌振蕩的光譜特性以及輸出頻率的影響，探明了混合擾動法對混沌振蕩控制的物理機制，研究結(jié)果對于半導體激光器的非線性動態(tài)特性在

2、不同領(lǐng)域的應用具有一定的指導意義。②利用雙波長注入光反饋Fabry-Perot激光器，產(chǎn)生了寬帶多波長混沌激光，該混沌激光的應用將大大提高混沌保密光通信的傳輸速率和容量、混沌激光測距雷達的分辨率、高速隨機數(shù)的速率，促進波分復用(WDM)技術(shù)在混沌激光保密通信系統(tǒng)的實用化。③基于光注入Fabry-Perot半導體激光器，分別提出了全光時鐘分頻方法和全光波長轉(zhuǎn)換方法，并構(gòu)建了全光脈沖除法器。全光時鐘分頻可用于提取光時分復用(OTDM)系統(tǒng)的

3、支路時鐘，全光波長轉(zhuǎn)換可實現(xiàn)OTDM混合WDM系統(tǒng)的波長轉(zhuǎn)換與波長路由，全光脈沖除法器則可用于全光采樣系統(tǒng)以及全光模數(shù)轉(zhuǎn)換器。④基于光注入混沌半導體激光器產(chǎn)生了中心頻率可調(diào)諧、帶寬可控的超寬帶(UWB)微波信號，該方法有望開拓一種新型的chaotic UWB-over-fiber技術(shù)，推動光載超寬帶無線技術(shù)的發(fā)展。
　　 本論文工作的主要創(chuàng)新點：
　　 1.提出了利用雙波長注入光反饋Fabry-Perot半導體激光器產(chǎn)生

4、寬帶多波長混沌激光的方法，實驗獲得了帶寬超過30 GHz的寬帶混沌激光輸出。
　　 2.基于光注入半導體激光器的單周期振蕩特性和微波鎖頻效應，提出了一種用于光時分復用網(wǎng)絡支路時鐘提取的方法，并構(gòu)建了一種新型的全光分頻器。
　　 3.基于光注入半導體激光器的單周期振蕩特性和交叉增益調(diào)制效應，提出了一種面向波分復用混合光時分復用系統(tǒng)的全光波長轉(zhuǎn)換技術(shù)。
　　 4.融合寬帶混沌激光產(chǎn)生與控制技術(shù)、微波光子學技術(shù)，提出一