基于自混合效应的半导体激光器线宽展宽因数测量方法研究

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1、郑硕士论文题日：作者姓名：学科门类：专业名称：导师姓名、职称：学位授予单位代码学号或申请号密级，：量论文基于自混合效应的半导体激光器线宽展宽因数测量方法研究”李世阳上学电路与系统禹延光教授二oo五年五月10459020559摘要线宽展宽因数是半导体激光器的一个重要参数，决定半导体激光器很多方面的性能，如线宽的展宽、线形、频率调制、幅度调制、注入锁定范围等。因此，得到线宽展宽因数的精确值对于半导体激光器的研究和应用很有意义。本文首先对国内外主要的线宽展宽因数测量方法作了概述和对比，确定利用基于自混合于涉效应的半导体激光器线宽展宽因数的测量方法。这种方法属于光反馈测量法，与其它线

2、宽展宽因数测量方案相比，具有结构简单、测量参数少等优势，容易仪器化。然后，根据三镜腔法和Lang-Kobayashi方程法，建立了自混合干涉系统的理论模型，为后面的分析、仿真和数据处理奠定了理论基础。最后以自混合效应模型为基础，对电流调制和正弦波调制、三角波调制、锯齿波调制等外腔调制方式下的自混合信号以及影响波形形状的因素进行了仿真分析，得出了白混合干涉信号的特点和波形特征。其次，本文提出了叛的基于是混合干涉效应匏半导体激光器线爨展宽毽数的最小二乘测量算法。这种方法建立弱光反馈自混合干涉理论的基础上，利用非线性最小二黍算法寒达到数据一璞论戆最经羧台，{鑫诗参数8帮C。诗舅臻囊

3、帮实验数据处理都表明了这种方法具有县有较好的抗噪声干扰能力、较高的测缀精确度。得到的缡栗遣与已报道的其它方法得到的结采避行了眈较，验诞了这静方法静裔效性。另外，还对初始值的合理选定进行了分析和讨论，总结了初始值的选定规律，该规律对于应用非线性最小二乘算法拟台线宽腿宽因数肖很好的指导作用。然后，本文还研究了刹用零极馕点和牛顿插值簿法估计线宽麟宽因数的方法，计算仿真和实验验证表明了这两种方法的商效性，零极值点估计方法选取测量点少、楚革霹弦，毽测基糖确菠易受啜声幻影睫。在零极僮点法载基溅上提蹬夔牛顿插值算法线宽展宽因数估计方法比零极值点法直接读取数值具有熙高的测照精确瘦和抗磲声予我

4、麓力。最后，对全文作了总结，并对该领域脊待进一步研究探索的问题作了展望。关键词：半导体激光器；线宽展宽因数：自混合干涉；弱光反馈；数据拟合；最小二乘法1lABS零RAeTLinewidthEnhancementFactor(uEn聪isanimportantparameterthatdescribesmanycharacteristicsofsemiconductorlasers

5、ion-lockingrange．Consequently，itisverysignificanttoknowtheexactvalueofLEFforapplicationsofSh．Atfirst，thepaperoverviewsandcomparesthedifferentmeasurementmethodsonLEF，andthenanmeasurementschemebasedontheopticalfeedbackself-mixingeffectsischosenforestimatingLEFinSLsbythispaper．Thechosenschemeb

6、elongstoopticalfeedbackmethod．Incontrasttoothermethods，thisonehasverysimpleset—up，fewermeasuredparameters．Thenthebasictheorymodelofself-mixingeffectswhichisbasedontheLongandKobayashiequationsandthethree—mirrorcavityapproachrespectivelyisdescribed．Theself-mixingsignalsmodulatedbyinjectioncnE

7、rentandexternalcarityofSLaresimulatedandanalyzed．ThefactorsaffectingonthewaveformssuchasLEFandtheopticalfeedbackfactorCaswellasthespecificcharacteristicsofself-mixingsignalsarefound，whicharehelpfulforstudyingestimationalgorithmofLEESecondly，anewalgorithm