外部扰动下1500nm-vcsels的非线性动力学与偏振转换特性分析

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1、西南大学硕士学位论文Abstractandorthogonalopticalinjection．Underthejointactionofpolarization-preservedopticalfeedbackandorthogonalopticalinjection,thetwolinearpolarizationmodeswillexhibitrichdynamicalstatessuchasperiodone，periodtwo，multi-periodandchaososcillatio

2、n,anddifferentevolutionroutestochaosCallbeobserved．Moreover，frequencydetuningAf(吼-fs，wherefmandfsarethecenterfrequenciesoffree-runningmasterVCSELandslaveVCSEL，respectively)hasanobviousinfluenceonthepolarizationswitching．Polarizationswitchingpointswill

3、shifttowardlargerinjectionstrengthswiththeincreaseofthepositivefrequencydetuningmeanwhileasuitablenegativefrequencydetuningvaluewillmaketheiIljectionstrengthforPSbethelowest．Therefore，thepositionofpolarizationswitchinganddynamicsstatesof1550nm-VCSELsc

4、ouldbeadjustedbychangingtheexternalperturbationparameterofVCSELsinpracticalapplications．Keywords：1550nnlvertical-cavitysurface·emittinglasers(1550nm-VCSELs)，nonlineardynamics，polarizationswitching，orthogonaloptical坷ection(ooi)，polarization-preservedop

5、ticalfeedback(PPOF)III西南大学硕士学位论文第一章绪论1．1引言由于近年来光通讯、光互连、光存取以及光学读写等高新技术的需要，新型的半导体激光器垂直腔面发射激光器(VCSELS)逐渐成为国内外研究学者关注的焦点。与常规边发射激光器对比，VCSELs具备着低阈值电流，小发散角，尺寸小，功耗低，单纵模工作等优势【啦，3】，因而在光纤通信，激光雷达，激光打印以及图像信息处理方面有着较为广阔的应用前景。过去研制的VCSEL多数采用的是小激光窗口(<259rn)，输出功率在10row左右

6、【41，随着社会的进步，科学技术的发展，在自由空间进行通讯，以及激光泵抽运源等领域对大功率半导体激光器的需求快速膨胀，因此开发大功率的VCSEL成为亟待解决的问题。在军事技术方面VCSEL有一个很大的优势就是其寻址功能，该功能涉及到兵器光电抗干扰，信息的抗窃取等相关应用。近年来随着制作工艺的不断改进，长波长波段VCSEL(1．3～1．55I_un)己可以实现在3,-,64℃的温度范围内工作，为未来战场上短距离光纤通讯和空间光测距离等方面提供重要的工具。VCSELs列阵是光子学器件在集成化方向的主要

7、进展，我们可以利用它们和微电子学方面器件的集成，增加其功能。此外，用高功率的VCSELs作为光源，可应用于户外的红外夜视照明。波长可调谐VCSEL是深入研究物质结构而迅速发展的激光光谱学的重要基础工具【51。在光纤通信中，随着局域网(LAN)带宽的拓宽，千兆位以太网和其余高速LAN协议的需求，为满足低成本的光信号发射器以及多模光纤的要求，VCSELs己然成为各国发展信息、通信及家电产业方面的重要器件。1．2垂直腔表面发射激光器的发展历史目前激光器的种类繁多，倘若按其工作方式来分类，可分为连续的、脉

8、冲的、超短脉冲的和调Q的激光器等；若按照激光器工作物质性质分类，可以分为气体激光器，液体激光器，固体激光器和半导体激光器等。固体激光器种类很多，主要包括红宝石激光器、YAG激光器和钕玻璃激光器等。固体激光器最大特点就是输出功率高，器件小巧而且坚固，不足在于其发出激光的相干性和频率稳定性较差。液体激光器中较为典型的是染料激光器，染料激光器又可分为横向激励和纵向激励两种，前者的激励脉冲的传播方向与激光器的谐振腔垂直，后者则同向。一般半导体激光器具有体积小、质量轻，消耗电能少等优点，此外