曾涛 1,2,*许龙 1,2吴正茂 1,2
作者单位
摘要
1 西南大学 物理科学与技术学院,重庆 400715
2 微纳结构光电子学重庆市重点实验室,重庆 400715
提出了一种基于交叉椭圆飞秒激光双光束的多丝阵列全光调控方法,可产生规则、可重复性的多丝阵列空间分布。多丝阵列的光丝数量、空间分布可通过交叉飞秒激光光束的交叉角度、椭圆率、入射功率以及频率等进行调控。进一步,系统研究了多丝阵列产生的理论机制。对于不同频率的交叉椭圆飞秒激光双光束,交叉相位调制和初始光斑的非对称性是产生二维光丝阵列的主要机制。对于同频率的交叉椭圆飞秒激光双光束,干涉和初始光斑的非对称性导致了光丝阵列的产生。研究结果可为二维全光开关、多色泵浦探测实验等相关应用提供参考。
飞秒激光成丝 多丝阵列 空间分布 椭圆率 交叉相位调制 Femtosecond laser filament Multifilament array Spatial distribution Ellipticity Phase-cross modulation 
光子学报
2022, 51(12): 1214004
肖路遥 1,2唐曦 1,2林晓东 1,2高子叶 1,2[ ... ]邓涛 1,2,*
作者单位
摘要
1 西南大学 物理科学与技术学院,重庆 400715
2 微纳结构光电子学重庆市重点实验室,重庆 400715
基于电流调制和光注入共同作用下的带有饱和吸收体的垂直腔面发射激光器(VCSEL-SA),提出了一种可重构的光电逻辑门(NOT,NAND,NOR,XOR),数值研究了电流调制下VCSEL-SA的spiking动力学特性,及电流调制下光注入VCSEL-SA的逻辑运算性能。研究结果表明,对于电流调制下的光注入VCSEL-SA,光电逻辑门可以在一定的偏置电流范围内实现。通过选取合适的调制电流,可以实现重构的逻辑运算(NAND,NOR),且两个调制信号之间的时延对逻辑运算性能影响较小。通过改变电流调制信号的输入方式并移除光注入信号,VCSEL-SA可以实现XOR逻辑运算。此外,基于电流调制下光注入VCSEL-SA的可重构逻辑运算对噪声有较好的容忍性。研究结果可为未来光子神经网络解决复杂的信号处理任务提供一定的理论基础。
带有饱和吸收体的垂直腔面发射激光器(VCSEL-SA) spiking动力学特性 电流调制 可重构性 光电逻辑门 Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser with Saturated Absorber(VCSEL-SA) Spiking dynamic characteristics Current modulation Reconfigurability Optoelectronic logic gate 
光子学报
2022, 51(11): 1114005
刘娜 1,2樊利 3夏光琼 1,2吴正茂 1,2,*
作者单位
摘要
1 西南大学 物理科学与技术学院,重庆 400715
2 西南大学 微纳结构光电子学重庆市重点实验室,重庆 400715
3 西南大学 电子信息工程学院,重庆 400715
提出并实验研究了一种宽带可调谐微波频率梳(MFC)的产生方案。首先,通过单频电信号调制一个分布反馈半导体激光器(DFB-SL1),可以得到包含多条梳线的种子光学频率梳(OFC);然后,将种子OFC送入一个受同样单频信号驱动的相位调制器,可得到具有更多梳线的优化OFC;最后,将优化OFC注入到另一个DFB-SL(DFB-SL2)中,其输出通过光电转换后以获得宽带MFC。实验结果表明,采用频率为2.9 GHz的单频电信号,通过优化注入功率和两个DFB-SLs之间的频率失谐,可以获得幅度变化在±5 dB内带宽为55.1 GHz的MFC,且每条梳线的相位噪声均低于-98.66 dBc/Hz @ 10 kHz。通过改变单频电信号的频率并选择合适的工作参数,可以产生梳距可调谐的宽带MFC。
分布反馈半导体激光器 微波频率梳 光学频率梳 相位调制 光电转换 Distributed Feedback Semiconductor Lasers(DFB-SLs) Microwave Frequency Combs(MFCs) Optical Frequency Combs(OFCs) Phase modulation Optoelectronic conversion 
光子学报
2022, 51(6): 0614002
作者单位
摘要
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 
光子学报
2021, 50(3): 62
作者单位
摘要
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
作者单位
摘要
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 optical communications 850 nm vertical-cavity surface-emitting laser (850 gain switching orthogonal optical injection optical frequency comb (OFC) comb spacing 
中国激光
2020, 47(7): 0701022
作者单位
摘要
西南大学物理科学与技术学院, 重庆 400715
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 laser optics spin vertical-cavity surface-emitting lasers optical pump circular polarization switching bistability 
中国激光
2018, 45(4): 0401002
作者单位
摘要
西南大学物理科学与技术学院, 重庆 400715
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 optical communications semiconductor laser chaos secure communication chaos synchronization bidirectional transmission fiber 
中国激光
2018, 45(1): 0106001
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
作者单位
摘要
西南大学物理科学与技术学院, 重庆 400715
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 laser optics polarization bistability optoelectronic feedback vertical-cavity surface-emitting lasers polarization switching 
激光与光电子学进展
2016, 53(7): 071405

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