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可调谐半导体激光器相位噪声特性研究新进展

2016-01-22 09:00
kumsing
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  可调谐半导体激光器在光纤通信、光纤传感以及高分辨率光谱测量等领域有着非常广泛的应用。随着通信系统速率及传感系统分辨率的不断提升,相关应用对波长可调谐半导体激光器的相位噪声特性日趋关注。例如,当波长可调谐半导体激光器作为先进光通信系统中光源时,激光器的相位噪声会导致相干接收的星座图恶化且会增加系统的误码率。因此,对波长可调谐半导体激光器相位噪声特性的研究具有非常重要的意义。

  光电子集成与器件功能实验室博士生赵家霖等在余永林教授的指导下,对典型的波长可调谐半导体激光器 — 取样光栅分布式布拉格反射(SGDBR) 相位噪声特性进行了深入的理论研究。通过将频域传输线激光器模型变换到时域,获得了可用于分析SGDBR激光器相位噪声特性的速率方程模型。利用上述模型分析了自发辐射噪声和载流子散粒噪声对激光器频率调制(FM)噪声谱的影响,研究了激光器的自发辐射线宽和散粒噪声线宽值随光栅区和相位区电流的变化趋势,并探讨了激光器结构参数对线宽的影响。该项研究对波长可调谐半导体激光器的线宽特性优化具有一定的指导意义。

  该项研究成果“SGDBR半导体激光器的相位噪声特性分析”(Numerical Analysis of Phase Noise Characteristics of SGDBR Lasers)发表在IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 半导体激光器专辑 ( Vol.21, No.6, Nov/Dec, 2015 )上。

  该研究得到了国家科技部国际合作项目(1016)、国家自然科学基金项目(11174097)国家高技术研究发展计划(2013AA014503)以及武汉光电国家实验室主任基金的资助。

图1 SG-DBR激光器结构示意图

图2 SG-DBR激光器FM噪声谱

图3 SG-DB激光器散粒噪声线宽随相位区电流长度及的变化

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