半导体光放大器非均匀注入的环形腔激光器光谱特性研究

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1、第4O卷中国激光光学前沿——光电技术2013年12月CHINESEJOURNAL0FLASERS专刊半导体光放大器非均匀注入的环形腔激光器光谱特性研究刘英峰王智刘岚岚孙振超张丽梅吴重庆(北京交通大学理学院光信息科学与技术研究所发光与光信息技术教育部重点实验室，北京100044)摘要基于半导体光放大器(SOA)的环形腔激光器可在超过100nm的调谐带宽内实现全带宽范围的兆赫兹级调谐，且输出激光信噪比高、平坦度好，因此在光纤通信、光纤传感和生物光子学领域应用广泛。采用稳态模型和分段算法，分别讨论了线

2、性函数、二次函数、指数函数和平方根函数形式注入电流对SOA的增益谱和SOA峰值波长的影响，研究非均匀注入对SOA增益特性和环形腔激光器输出特性的影响。结果表明，输出激光波长在较大平均注入电流时随电流变化较小，且在指数型非均匀注人时存在变化率为0的极值点，可获得很高的波长稳定性。关键词激光器；半导体光放大器；非均匀注入；可调谐环形腔激光器；增益中图分类号TN247文献标识码Adoi：10．3788／CJL2o1340．sl02010SpectralCharacteristicsoftheSOA-B

3、asedTunableRingLaserwithNon-UniformInjectionLiuYingfengWangZhiLiuLanlanSunZhenchaoZhangLimeiWuChongqing(KeyLaboratoryofEducationMinistryonLuminescenceandOpticalInformationTechnology，MinistryofEducation，InstituteofOpticalInformation，SchoolofScience，Be

4、ringJiaotongUniversity，Beijing100044，China)AbstractSemiconductoropticalamplifier-basedringcavitylaser(SOA-RL)，whichhasbeenwidelyusedinopticalcommunications，opticalfibersensing，andbio—photonicsfields，canbetunedatanultrahighspeeduptomegahertzsover100nm

5、bandwidthrangewithhighsignal—to—noiseratio(SNR)andgoodflatnessoutput．Asteady-statemodelandsegmentationalgorithmsareemployedtoinvestigatethegainspectraoftheSOAandthelaserwavelengthoftheSOA—RLwhentheSOAisdrivenbysomenon—uniforminjections，suchas1inear，q

6、uadratic，exponential，orsquarerootfunctions．Theresultsshowthatthelaserwavelengthchangesslowlywiththechangeofinjectioncurrentwhenitsaverageisgreater，andthereisaminimumvaluewhentheinjectioncurrentisexponentiallydistributedalongtheSOA，whichexhibitshighwa

7、velengthstability．Keywordslasers；semiconductoropticalamplifier；non—uniforminjection；tunableringlaser；gainOCIScodes140．5960；170．4500；230．60801引言测试、光学相干成像系统(OCT)的光源、高分辨率分布式光纤传感、光功率均衡、全光数据交基于半导体光放大器的环形腔激光器(SOA—换。等。它除了具有一般半导体环形腔激光器的特RL)E卜可实现波长扫描激光器、傅里叶域锁

8、模激点以外，还同时兼有外腔激光器的许多优点，既可充光器E，在光纤通信、光纤传感、生物光子和高速全分发挥SOA所拥有的独特优点，还可方便地在线光信号处理等领域有广泛应用，如光通信系统性能收稿日期：2013-07—30；收到修改稿日期：2O13-09—01基金项目：国家自然科学基金(61077048，61077014)、高等学校博士学科点专项科研基金(20120009110032)、北京市自然科学基金(4132035)、中央高校基本科研业务费(2009JBM103，2012JBM103)作者简介：刘