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宽谱1.5微米量子阱集成超辐射光源及半导体光放大器的研制

半导体超辐射发光管是一种介于半导体激光二极管和半导体发光二极管之间的一种半导体光源,它的出现和发展是受到光纤陀螺的驱动,并成为一种重要的光源。半导体超辐射光源由于具有输出功率大、光谱宽、发散角较小等特点,因此现在在很多领域得到了广泛的应用,如光纤陀螺、光时域反射仪、局域网、光学相干层析成像、光波分复用系统以及光处理技术等。从超辐射发光管的应用角度来看,希望器件有更高的输出光功率和更宽的输出光谱。然后这两个参数是相互矛盾的。因此兼顾二者的器件设计是该项研究的中心课题。我们在采用超辐射发光管和半导体光放大器单片集成来提高器件输出功率的同时,采用了多种方法来拓宽器件的光谱宽度。本论文首先介绍了超辐射器件的发展历程,并专门对单片集成的超辐射发光器件的提出及设计作了介绍。针对超辐器件的特点,并专门对我们器件结构做了一定的处理后,我们通过速率方程对器件作了摸拟。计算结果表明我们采用的这种集成器件结构可以使器件的输出效率有明显提高,这种集成的  (本文共116页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

半导体光放大器偏振相关性及其宽谱特性研究

半导体光放大器(SOA)由于体积小、成本低、易与其他光电器件集成,在未来的全光通信系统中将发挥重要的作用。本文主要围绕SOA 的偏振相关性和宽谱特性,对SOA 进行了深入的理论和实验研究。增益对偏振态的无关性是光通信对SOA 的基本要求之一。本文应用能带工程理论,研究了不同应变、张应变量大小、量子阱厚度、载流子浓度对增益偏振相关性的影响规律; 设计了增益偏振无关的1.55μm 的张应变量子阱SOA 以及1.31μm 的混合应变量子阱SOA; 提出了采用抗反膜优化设计改善SOA 增益偏振不灵敏性的新方案,它可以为SOA 的有源区设计和波导设计提供更大的灵活度,更好地兼顾SOA 别的性能要求。SOA 的固有双折射和附加双折射使得它对光波引进的相位变化具有偏振相关性,给SOA 一些应用带来不利影响。本文基于琼斯矩阵方法分析了光在SOA 中发生的偏振态改变,建立了考虑双折射效应的SOA 理论计算模型,为相关研究奠定了理论基础; 研究了双...  (本文共150页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京邮电大学
北京邮电大学

光分组网中的全光信号处理技术研究

随着信息时代的到来,通信业务类型日益丰富,新一代光纤通信技术从以前追求超高速、超大容量的传统组网方式,正在逐步转变为构建高效的新一代智能光交换传送网,研究重点已从传输领域转移到光网络交换领域。而全光分组交换网是光通信网络的未来发展方向,全光交换的实现,不仅可以克服电子瓶颈的限制,而且也使全光分组交换网具有灵活、高速、透明、交换粒度多样化以及网络资源利用率高等优势。而全光信号处理是实现全光分组交换网的关键所在,全光逻辑操作是全光信号处理的重要组成部分。光标签交换作为光分组交换的一种实现形式,因其结合了多协议标签交换(MPLS)以及通用多标签协议交换(GMPLS),受到了业界广泛的重视和研究。其中光标签编码方式以及有效的标签和净荷分离技术成为关注的焦点。本文围绕对光分组交换的全光信号处理和光标签技术做了一些研究,内容包括:全光逻辑器件、光标签提取和净荷恢复以及光分组网自同步的实验方案研究。以下是本文的创新性工作:1、提出了一种新颖的...  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>

西南交通大学
西南交通大学

垂直腔半导体光放大器理论研究

垂直腔半导体光放大器(VCSOA)作为一种新型的光放大器有着许多传统边发式半导体光放大器(SOA)以及掺铒光纤放大器(EDFA)都无法比拟的优点,在众多光纤通信领域都有着潜在的应用前景。到目前为止关于VCSOA的理论和实验方面的研究已经取得了一系列成果,本文的工作是建立在已有的研究成果基础上,围绕着VCSOA的稳态增益、光学带宽、调制响应、光脉冲放大以及小信号频率响应等工作特性而展开,具体内容包括:针对现有VCSOA的理论研究模型多采用等效腔的现状,基于VCSOA由多层介质交替生长的结构特点,将其视为一个整体,构建其传输矩阵模型。该模型考虑了谐振腔内介质折射率的不连续性和有源区内载流子浓度和光强的纵向分布。使用该模型不再需要对分布布拉格反射镜(DBR)的反射率、有效腔长度、增益增强因子以及输入信号注入耦合效率等参数分别计算,方便了理论上的讨论。在稳态工作条件下,利用这个传输矩阵模型研究了VCSOA在反射模式的输入光功率对腔内载流...  (本文共95页) 本文目录 | 阅读全文>>

《激光与光电子学进展》2002年01期
激光与光电子学进展

半导体光放大器在光学网络中的作用

1 前言 光放大器在过去十年间的通信演化中起着主导作用。如果没有光放大技术的研发通信世界会怎么样﹖作为开始波分复用将是不实际的在每个中继站信号必须分离、电子再生,以及再发射。在这种场合,多条光纤(而非多个波长)可能是增加传输系统容量最经济的方法。每比特费用比波分复用系统要高得多。这种附加费用肯定已限制互联网的成长,因为市场突破主要是由于传输带宽的可获得性和低连接费用。光放大器中占主导地位的是掺铒光纤放大器,其原因可以理解:掺铒光纤放大器功能几乎像理想的线性放大器。如人们可能想象的,原因不是它们工作于远离饱和状态。事实上因为掺铒光纤放大器的饱和功率极低(几百微瓦量级,大大低于正常抽运条件下放大器输出功率),掺铒光纤放大器一般工作在饱和状态。其原因不是饱和掺铒光纤放大器介稳态受激寿命几百微秒量级(这是铒离子长达11ms自发辐射寿命的结果),比光纤传输系统所用的比特周期长得多。因此,放大器增益由信号的平均功率所决定,而不是由比...  (本文共5页) 阅读全文>>

《华中科技大学学报》2001年08期
华中科技大学学报

增益钳制半导体光放大器的实验研究

半导体光放大器可用作线路放大器、功率放大器、光开关[1 ] 、波长转换器等[2 ] ,在光纤通信中有着广泛的应用 .普通的SOA在WDM系统中用作线路放大器时的一个主要问题是由交叉增益调制 (XGM )引起的信道间串扰 ,在多信道传输的SOA光开关模块中同样存在类似的问题 .此外 ,当SOA输出信号功率接近饱和输出功率时会引起较大的非线性畸变 .无论是交叉增益调制还是非线性畸变都是由于SOA的增益饱和及增益的不稳定引起的 .因此 ,要解决这些问题就必须稳定SOA的增益、提高SOA的饱和输出功率 .本课题组采用外腔反馈的方法研制了增益钳制半导体光放大器 (GC SOA) ,对其静态特性进行了实验研究 ,发现了GC SOA不同于普通SOA的一些特性 ,例如它的增益特性、阈值特性和开关特性等 .1 实验原理增益钳制的半导体光放大器实质上是一个高阈值的半导体激光器 ,通过在普通SOA的增益谱边缘利用反馈引入一个作为钳制光的激光振荡模式 ...  (本文共3页) 阅读全文>>