光反饋作用下1550nm-VCSELs的偏振轉(zhuǎn)換及非線性動力學特性研究.pdf

1、垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSELs)相對于常規(guī)的邊發(fā)射半導體激光器(EELs)而言具有體積小、閾值電流低、發(fā)散角小、可單縱模光輸出、易于光纖耦合、易集成等優(yōu)點。由于VCSELs圓形輸出端口和弱的各項異性使得其在光反饋作用下呈現(xiàn)更為復雜的非線性動力學特性。目前，VCSLEs在光反饋作用下的非線性動力學行為的實驗和理論研究已有大量的報道，且研究主要局限在短波長區(qū)域，對于激射波長位于1310nm-1550nm的長波長VCSELs的相關(guān)研究還比

2、較匱乏。而1550nm-VCSELs的激射波長位于光纖的低損耗窗口，在信息的長距離、并行傳輸領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。
　　 本文基于自旋反轉(zhuǎn)模型，研究了1550nm垂直腔面發(fā)射激光器(VCSELs)在偏振保持光反饋下的非線性動力學特性。結(jié)果表明:自由運行的1550nm-VCSELs在電流增加的過程中發(fā)生偏振轉(zhuǎn)換所對應(yīng)的電流值與內(nèi)部參數(shù)的取值有關(guān)，隨著有源介質(zhì)線性色散效應(yīng)系數(shù)γa的增大，偏振開關(guān)的轉(zhuǎn)換點所對應(yīng)的電流值將增加;偏振保持光反

3、饋的引入將導致1550nm-VCSELs中自由運行時的主導模（Y偏振模式）在不同電流下呈現(xiàn)不同動力學狀態(tài)，引起另外一個模式(X模式）激射，兩個模式的平均輸出功率隨電流的增加總體呈現(xiàn)增加的趨勢，但伴隨著起伏;反饋時間取不同值時，1550nm-VCSELs的輸出隨著反饋強度的增大經(jīng)歷倍周期、準周期或陣發(fā)混沌等多種通向混沌的演化途徑。本文的研究意義在于能夠幫助了解在實際應(yīng)用過程中長波長VCSELs可能遭受到的外部反饋對其工作特性的影響，而且對