光反饋對正交光注入下的多橫模VCSLE偏振轉(zhuǎn)換特性影響的研究.pdf

1、垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)作為一種新型的半導(dǎo)體激光器，具有低閾值、單縱模工作、發(fā)散角小、動態(tài)調(diào)制頻率高、易實(shí)現(xiàn)二維集成等優(yōu)點(diǎn)，在光通信、光互聯(lián)、圖像信號處理等方而有著重要的應(yīng)用前景。由于VCSEL結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其輸出可能包含兩個(gè)互相垂直的偏振模，通過調(diào)節(jié)VCSEL偏置電流或改變引入的外部微擾的參量大小可引起偏振轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。其中利用正交光注入實(shí)現(xiàn)對偏振轉(zhuǎn)換的控制因其實(shí)驗(yàn)上便于實(shí)施而受到人們的額外關(guān)注。雖然VCSEL一般為單縱模輸出，但由

2、于其較大的橫向尺寸使VCSEL腔中可能存在高階橫模。在一定條件下，高階橫模對VCSEL工作特性的影響不容忽略。利用多橫模VCSEL的理論模型，人們對正交光注入下的偏振轉(zhuǎn)換和注入鎖定特性進(jìn)行了研究。
　　 考慮到在實(shí)際的應(yīng)用過程中，光反饋通常難于避免。因此本文著重研究光反饋對正交光注入多橫模VCSEL偏振轉(zhuǎn)換特性的影響。研究結(jié)果表明：在水平光反饋的情況下，VCSEL隨注入強(qiáng)度和失諧頻率的改變會發(fā)生偏振轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。并且隨著失諧量的改變

3、，偏振轉(zhuǎn)換所需的注入強(qiáng)度有兩個(gè)最小值，且對應(yīng)的失諧頻率分別在0GHz和220GHz附近。當(dāng)失諧頻率為0GHz，偏振轉(zhuǎn)換發(fā)生在基階x和y偏振橫模(LP01,x和LP01，y)之間；當(dāng)失諧頻率為220GHz，偏振轉(zhuǎn)換發(fā)生在基階x偏振橫模和一階y偏振橫模(LP11,y)之間。隨著水平光反饋速率的逐漸增大，各橫模之間的競爭更加激烈，但是對偏振轉(zhuǎn)換沒有什么影響。在正交光反饋的情況下，當(dāng)失諧頻率為0GHz，偏振轉(zhuǎn)換仍發(fā)生在LP01,x和LP01,y