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1、第卷期半导体杂志年月半导体激光器饱和吸收稳频概论潘文胡渝电子科技大学应用所成都摘要叙述了半导体激光器的饱和吸收稳频意义和原理,介绍了各种改进性方法及其优点。关键词稳频半导体激光器饱和吸收一,一!,
2、,一,、一引言,国防现代化要求有更为现代化的通信手段光通信包括无线光通信和光纤通信将成为装备我军的重要通信手段。目前,光纤通信正向着远距离,大容量,超大容量方向发,,展特别是宽带通信和相干通信系统受到各发达国家的高度重视投入了大量的人力物力进行研究。为了提高通信灵敏度,一般都采用相干的外差接收,激光频率稳定与否就直接。“”,影响接收的质量在精密干涉测量中是以波长或
3、者频率作为尺子利用光干涉原理,,,,,来测量各种物理量的如长度厚度角度速度位移等所以激光波长或频率的稳定性直接影响测量精度。另外,在光传感器,光计算,光设备的藕合,全息照相,激光雷达与制导方面都需要有频率稳定性高的激光器光源。,,,,,近来由于半导体激光器具有体积小低功耗效率高易工作于单模状态等优点使光纤通,。、信更为方便因而成为相当长时间内活跃的研究重点但同时它的光谱范围大频,。率稳定性差又制约着它的发展指出有四个不利因素限制了相干激光器的全面发展。光谱场中心频率的不稳定光谱线宽较宽相干性差中心频率不可调。并且指出可通过电路上的
4、负反馈效应作为解决方案。于是各种各样的方案相继而出,,,,其中有兰姆凹陷稳频图塞曼效应稳频饱和吸收稳频反兰姆凹陷稳频腔稳频··‘第澎期半导体杂志年月,。,,法川时谱稳频法川等主动稳频方法另外还有许多被动稳频法如电热稳频法水冷,,。一’稳频法风冷稳频法恒温防振等方法实验证明被动稳频激光器的稳定度可达,一已,量级但要提要到单靠被动稳频方法很难达到必须使用伺服控制系统对激光器进行,。自动控制稳频即主动稳频的方法由于饱和吸收稳频法不是利用激光工作物质原子本身,的跃迁的中心频率作参考激光工作物质原子跃迁中心频率易收放电条件等影响而发生变,,
5、化而是利用外界参考频率标准进行稳频所以饱和吸收稳频法可以得到更高的稳定性和,。复现性因而得到广泛运用、二半导体激光器的稳频原理影响半导体激光器频率稳定性的主要因素是驱动电流和工作温度。根据激光腔理论,温度的变化由式决定圈几,而、孤,而,、,下下奋石州卜二布布一几下石丁一一气下万夕万一气入月下人月八口摊,石温,,度的变化主要影响工作物质的折射率和腔长及闹值电流入而对于大多数半导‘。。,,。,,,,、,二,。、,,‘“一、一。,、,二,二。一一‘体激光器万万弓人日阅乙少戏膨脓杀戮下二彩思盼
6、小订湿及刘沮甩抓俐胳啊月八伏〕定。,一!∀、,。。。式中入表示温度为时的阂值电流,表示温度为时的阂值电流由激光器的微分量子效率定义闹尸、一,,“式中表示激光输出功率为普朗克恒量,,激光输出中心频率表示驱动电流亡表示电。,荷单位可见闭值电流五的变化会引起光频入。率”的变化有实验得出激光器中心波长随温入,,度变化曲线如图所示阁可见随着温度的升。高波长向长方向移动偏置电流的变化使载流,,。即工子浓度变化造成介电常数发生变化作,物质折射率发生变化随着电流的增加载流子,
7、,。浓度增加折射率下降波长向长方向移动因,,此通过反馈进行控制偏置电流及工作温度是半导体激光器稳频技术中的两个控制参量。而,在气体激光器如激光器稳频过程中反,馈量主要是控制激光器的压电陶瓷片使腔长,。图发生变化达到稳频目的这是半导体激光器激光中心波长随温度变化曲线··第卷期半导体杂志年月与气体激光器稳频过程的不同之处。可见,半导体激光器的频率变化由下式决定、一只交“穿二
