光子学报
2022, 51(11): 1114005
1 西南大学 物理科学与技术学院,重庆40075
2 西南大学 数学与统计学院,重庆400715
基于二极管泵浦Nd:LaMgAl11O19无序晶体激光器实现了被动调Q激光以及脉冲幅度混沌激光的输出。当泵浦功率在4.8 ~8.6 W范围内时,激光器运转在被动调Q状态;当泵浦功率为8.6 W时,调Q激光的平均输出功率为613 mW、重复频率为157.1 kHz、脉冲宽度为2.2 μs。当泵浦功率增加到8.7~10.5 W范围内时,输出激光的脉冲幅度呈不规则随机分布现象;通过分析脉冲峰值序列的自相关曲线、相位图、功率谱、随机直方图,判定激光器运转在脉冲幅度混沌状态;当泵浦功率功率为10.5 W时,脉冲幅度混沌激光的平均输出功率为814 mW。
Passively Q-switched Pulse amplitude chaos Nd:LaMgAl11O19 disorder crystal Diode-pumped All-solid-state laser 被动调Q 脉冲幅度混沌 Nd:LaMgAl11O19无序晶体 二极管泵浦 全固态激光器
School of Physical Science and Technology, Southwest University, Chongqing 400715, China
optoelectronic oscillator (OEO) chaotic output time-delay signature (TDS) optical feedback Frontiers of Optoelectronics
2020, 13(4): 402
1 西南大学物理科学与技术学院, 重庆 400715
2 西南大学电子信息工程学院, 重庆 400715
提出了基于正交光注入增益开关850 nm垂直腔面发射激光器(850 nm-VCSEL)获取梳距可调双路宽带光学频率梳(OFC)的方案,通过数值仿真研究了系统参量对OFC性能的影响。在该方案中,首先采用大信号电流调制850 nm-VCSEL使其呈增益开关状态,此时Y偏振分量激射并呈周期脉冲状态,而X偏振分量被抑制,可以获得一路偏振沿Y方向的OFC(Y-OFC);进一步引入偏振方向沿X方向的注入光(即正交光注入),在合适的注入参数条件下,增益开关850 nm-VCSEL中的X偏振分量被激射并呈周期脉冲动力学状态,且输出的X偏振分量具有与Y偏振分量强度相当的光谱分布,从而可以获得两路正交的OFC。数值仿真的结果表明:受到调制频率fm=4.2 GHz、调制深度m=0.75的大信号电流调制的850 nm-VCSEL,在频率失谐Δv=10.0 GHz的正交光注入下,通过选取合适的注入光场振幅Einj可使激光器输出带宽(功率变化在10 dB范围内)超过105.0 GHz的双路宽带OFC。借助于正交光注入下增益开关850 nm-VCSEL输出的X偏振分量和Y偏振分量的光谱分布,确定了获得双路OFC所需的Einj和Δv的范围。最后,通过分析其他调制频率下所获取的OFC性能,论证了该方案产生双路宽带OFC梳距的可调谐性。
光通信 850 nm垂直腔面发射激光器(850 nm-VCSEL) 增益开关 正交光注入 光学频率梳(OFC) 梳距
基于自旋反转模型, 数值研究了光抽运下1300 nm自旋垂直腔面发射激光器(Spin-VCSEL)输出激光的圆偏振转换(PS)及偏振双稳(PB)特性。研究结果表明: 对于一定的抽运光偏振椭圆率PP, 抽运光功率能在一定程度上控制激光器输出光的偏振椭圆率Pout, 其绝对值随抽运光功率的增加而逐渐增大; 对于一定的归一化抽运光功率η, 采用正向扫描(逐渐增加)和反向扫描(逐渐减小)PP时, Spin-VCSEL输出的左旋圆偏振光与右旋圆偏振光之间会发生PS, 并可观察到PB现象。对于较小的η, 双稳环宽度随η的增加先增加到一个最大值然后减小到0; 对于较大的η, 双稳环宽度随η的增加总体上呈现出逐渐减小的趋势。激光器的线宽增强因子α和有源区介质的双折射系数γp等内部参数对由PP变化引起的PS和PB均有较大的影响。此外, 确定了双稳环宽度在某些激光器关键内部参数和η构成的参数空间中的分布图。
激光光学 自旋垂直腔面发射激光器 光抽运 圆偏振转换 双稳
基于混沌同步, 构建安全性增强的双向长距离混沌保密通信系统。结果表明:在合适的双混沌光注入参数下, 驱动激光器(DL)可以产生低时延特征(TDS)、宽带宽的混沌信号; DL输出的混沌信号注入到2个响应激光器(RLs)中, 通过优化注入参数, 2个RLs可输出TDS更低、带宽更宽的混沌信号, 且2个混沌信号在实现高质量混沌同步的同时与DL输出混沌保持极低的相关系数(小于0.1); 基于2个RLs之间高质量的混沌同步, 可实现安全性增强的双向远距离混沌保密通信。采用色散位移光纤作为传输信道, 20 Gbit/s的信息在传输120 km后, 解调信息的Q因子大于6; 而采用普通单模光纤作为传输信道, 1 Gbit/s的信息在传输140 km后, 解调信息的Q因子大于8。
光通信 半导体激光器 混沌保密通信 混沌同步 双向传输 光纤
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physical Science and Technology, Southwest University, Chongqing 400715, China
2 e-mail: gqxia@swu.edu.cn
Polarization switching (PS) characteristics in a 1550 nm vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) subject to circularly polarized optical injection (CPOI) are experimentally investigated. The results show that, under different biased current, a solitary 1550 nm VCSEL can oscillate at y polarization mode (y mode), two polarization components (PCs) coexistence or x polarization mode (x mode). The PS characteristics induced by CPOI for the VCSEL operating at y mode and x mode are analyzed and the evolutions of dynamical states with the injected power are discussed. Additionally, the mappings of nonlinear dynamical states are given in the parameters space of the injected power and frequency detuning.
140.7260 Vertical cavity surface emitting lasers 190.3100 Instabilities and chaos 190.4360 Nonlinear optics, devices Chinese Optics Letters
2016, 14(2): 021401
研究了光电反馈对1550 nm垂直腔表面发射激光器(1550 nm-VCSEL)中偏置电流沿不同路径连续变化而导致的偏振双稳特性的影响。研究结果表明:自由运行1550 nm-VCSEL的偏置电流在逐渐增加的过程中会产生Ⅰ类偏振开关(PS),而在电流逐渐减小的过程中会产生Ⅱ类PS,Ⅰ类PS和Ⅱ类PS的开关点电流具有不同的值,即自由运行1550 nm-VCSEL呈现出偏振双稳(PB)特性;引入光电正反馈后,Ⅰ类PS和Ⅱ类PS的开关点电流在不同的反馈强度下会有所改变,双稳环宽度随反馈强度的增加呈现逐渐减小的趋势;引入光电负反馈后,Ⅰ类PS和Ⅱ类PS的开关点电流随着反馈强度的增加变化比较复杂,双稳环宽度总体呈现下降的趋势,但下降过程中伴随着较大波动。
激光光学 偏振双稳 光电反馈 垂直腔表面发射激光器 偏振开关 激光与光电子学进展
2016, 53(7): 071405
Author Affiliations
Abstract
School of Physical Science and Technology, Southwest University, Chongqing 400715, China
Through employing permutation entropy and the self-correlation function, the time-delay signature (TDS) of a vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) with variable-polarization filtered optical feedback (VPFOF) is evaluated theoretically. The work shows that the feedback rate η, polarizer angle θp, and filter bandwidth Λ have an obvious influence on the TDS. The evolution maps of the TDS in parameter space (η,Λ) and (η,θp) are simulated for searching the chaos with weak TDS. Furthermore, compared with a VCSEL with polarization-preserved filtered optical feedback and a VCSEL with variable-polarization mirror optical feedback, this VPFOF–VCSEL shows superiority in TDS suppression.
140.1540 Chaos 140.7260 Vertical cavity surface emitting lasers Chinese Optics Letters
2015, 13(9): 091401