分布反馈(Distributed Feedback，DFB)半导体激光器具有体积小、成本低和工艺成熟等优势，但兆赫兹量级的线宽使其应用范围受限。采用环形谐振器对其进行自注入锁定，可将线宽压窄到千赫兹量级，但仍存在锁定不稳定的问题。文章采用四只不同的环形谐振器对DFB半导体激光器进行自注入锁定，通过实验监测自注入锁定时多个端口的光功率、偏振态和光波长的变化，揭示影响DFB半导体激光器自注入锁定稳定性的因素有谐振模式跳变、偏振态跳变，以及外界温度和振动引起的锁定环路的相位变化，且使用不同类型的环形谐振器进行锁定时，主导的影响因素不同。控制这些影响因素可以改善DFB半导体激光器自注入锁定的稳定性，使DFB半导体激光器自注入锁定技术有更好的应用效果。

水平谐振腔面发射分布反馈(Surface emitting distributed feedback, SE-DFB)半导体激光器因具有更好的光束质量获得了广泛关注。本文设计了波长为940 nm的水平谐振腔面发射分布反馈半导体激光器, 分析了光栅的结构参数(形状、周期、占空比、刻蚀深度等)对激光器发光特性(线宽、边模抑制比、功率及斜率效率等)的影响。结合二阶光栅、脊形波导、电极及出光口、解理封装等器件工艺, 制备出发光波长为940.3 nm的水平谐振腔面发射半导体激光器, 线宽为0.52 nm, 连续工作模式下发射功率为890 mW。

基于通讯波段的分布式反馈半导体激光器(DFB),搭建了一套光腔衰荡光谱仪(CRDS).衰荡光腔由一对反射率高于99.997%的高反镜组成,衰荡腔长约为130 cm,空腔衰荡时间约为150 μs.当光谱平均次数达到1 000次时,光谱仪灵敏度(最小可探测吸收系数)达到5×10-12 cm-1.利用热隔绝的方式稳定衰荡腔长,并使用衰荡光腔自身作为光学标准具,来标定光谱的频率:利用反馈式光谱扫描程序步进改变激光器频率,使之与衰荡腔的纵模频率逐一匹配,从而实现所测得光谱的自动标定.通过测量一氧化碳分子在1.565 μm附近的吸收光谱,测定气体中一氧化碳的含量.将光谱测量结果和标准样品中的一氧化碳含量进行对比,对装置的定量精度进行了检验,表明其对一氧化碳的探测极限达4 ppbv.利用该装置对实际大气中一氧化碳的含量进行了实时监测.

分析了光纤通信中光源的特性.从光的相干性开始，对发光二极管(LED)和半导体激光器(LD)的原理、结构、性能和耦合效率进行对比，得出半导体激光器的特点，发现半导体激光器更适合于大容量、长距离传输的光通信系统.半导体激光器在新一代光纤通信系统——光孤子通信系统中，无论是作为光孤子光源还是EDFA的泵浦源，都发挥着重要的作用.未来半导体激光器将发挥着更重要的作用.