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半导体激光器是光纤通信中的关键器件。半导体激光器的光谱和频谱测量,以及如果提高半导体激光器的光谱频谱特性,是一直以来研究的热点。本论文的主要工作围绕着强度调制半导体激光器的光谱分析技术,以及光注入改善激光器光谱频谱特性展开的。
半导体激光器的频率响应和啁啾系数,是影响其传输特性的两个最重要参数。传统的频率响应和啁啾系数测量,主要是使用网络分析仪和高速探测器进行的。本文研究了只用光谱仪和微波源,测量激光器的频率响应和啁啾系数的方法。首先,我们测量高速调制激光器的光谱,获取其主峰和一阶边带的强度,从而测得其频率调制系数,再变更调制频率,获取其频率响应曲线;随后,我们将激光器进行高速调制,在光谱仪上测量其主峰、一阶和二阶边带的强度,从中获取其强度调制和频率调制系数,进而测得啁啾系数。由于该方法没有使用高速探测器,简化了测量装置。且其精确程度和网络分析仪测出来的符合的很好。本文还开发了一种图解方法,可直观的测得激光器的啁啾系数。
光注入半导体激光器会改善其高频特性,这是由于注入光改变了激光器内部的载流子分布。我们将单模激光分别注入DFB和FP激光器,发现其频率响应和调制带宽都得到了改善,FP激光器的边模抑制比也得到了改善。实验中我们还发现,注入光的波长对频率响应影响很大,功率对频率响应影响较小,偏振态对频率响应的影响很小。实验证实模式拍频和注入锁定都会改善激光器的频率响应,并从光谱和频谱方面进行了解释。