单模半导体激光器的光控光子逻辑门运算

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3、＞－；．：．ｖ聲八Ａ户＼一濛灣妄＇巧舍，说壤Ｌ重庆师范大学硕士学位论文单模半导体激光器的光控光子逻辑门运算硕士研究生：肖磊指导教师：吴建伟教授学科专业：光学工程所在学院：物理与电子工程学院重庆师范大学二○一六年四月ChongqingNormalUniversityMasterThesisOpticallycontrollablelogicgateinthesinglemodesemiconductorlaserMaster:LeiXiaoDissertationSupervisor:Prof.JianWeiWuSpecializedsubject:Optical

4、EngineeringCollege:CollegeofPhysicsandelectronicengineeringChongqingNormalUniversityMarch,2016独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已经发表或撰写过的研究成果，化不甸含方获得重庆师范大学或其化教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明。＾《Ｗ签字日期：／日学位论文作者签名；年月学位论文版权使用授权书太挙仿论

5、玄作者完今了解垂庆师范大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆师范大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。签字日期又。／＾八：日学位论文作者签名：年月重庆师范大学硕士学位论文中文摘要单模半导体激光器的光控光子逻辑门运算摘要自锁定内置外腔单模法布里-珀罗半导体激光器是近年来提出的一种单模辐射激光技术，由于其内置外腔的设计结构和突出的光学特性引起业界人士的关注。和传统多模半导体激光器相比，单模半导体激光器具有较宽的调

6、谐范围、单模辐射、自锁定、高边模抑制比、价格便宜、功耗低和阈值低等光学性能而被应用在光开关、波长转换和光调制等光学技术应用领域，并表现出卓越的工作性能。但由于单模半导体激光器作为一种新型结构的激光器，具体的工作物理机制和实际应用还需要进一步探索深入。因此，本论文主要以单模法布里-珀罗半导体激光器为核心元件来执行光控光子逻辑门运算操作。首先，介绍了单模激光器的设计结构和实现单模辐射的工作原理，单模辐射的主导模波长与功率与激活区的注入电流和操作温度相关。根据激光腔模式的共振工作特性，给出了具有时延反馈的外腔半导体激光器的光子数、相位和自由载流子数的速率方程。在外部激光注入单模半导体激光器后

7、，注入锁定和双稳磁滞特性是激光器展宽应用的两个基本光学特征。通过恰当调节注入功率和波长失谐，激光器被锁定在注入激光模上，激光器本身的主导模和其他激光器边模的功率被抑制。当注入激光模的波长失谐为正时（注入激光模波长大于对应的激光边模波长），在注入锁定条件下激光共振模发生红移；反之，当注入激光模的波长失谐为零或为负时（注入激光模波长小于对应的激光边模波长），注入激光模与对应的激光边模共同作用后将迅速消耗载流子使激光器本身的主导模功率迅速降低，整个激