多外部扰动下1550nm垂直腔面发射激光器的偏振开关及偏振双稳特性的理论与应用

基本信息
批准号:11304409
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:30.00
负责人:王小发
学科分类:
依托单位:重庆邮电大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王艳,胡章芳,席兵,计超,王运凯,黄冬冬,杨麟
关键词:
垂直腔面发射激光器1550nm多种外部扰动全光触发运行偏振开关偏振双稳
结项摘要

Due to their some unique virtues compared with edge-emitting semiconductor lasers, 1550nm vertical-cavity surface-emitting lasers (1550nm-VCSELs) have wide application prospects in different fields such as optical communication, all-optical signal processing, parallel optical interconnection and so on. At present, there still exist in many basically scientific problems needed to be solved during the investigation on the polarization switching and bistability of 1550nm-VCSELs under various external disturbances , which to some extent hinders the research and development of related application techniques. In this project, at first, a reasonable theoretical model will be constructed to describe the polarization switching and bistability of 1550nm-VCSELs various external disturbances.Secondly, systematic investigations on the effect between various external disturbances on the polarization switching and bistability of 1550nm-VCSELs will be accomplished,and accurate controlling of polarization switching and bistable behavior will be realized experimentally in the complex external environment. Finally, based on the polarization bistable 1550nm-VCSELs in the complex external environment, 10GHz-repetition-frequency all-optical flip-flop operations will be on how to achieve. By carrying on this project, we hope to achieve some breakthroughs in the basic investigation aspect on the polarization switching and bistability of 1550nm-VCSELs under various external disturbances. Moreover, a novel technology with some independent intellectual rights for acquiring 10GHz-repetition-frequency all-optical flip-flop operations can be exploited.

1550nm-VCSELs相对于边发射激光器具有自身独特的优势,在光通信、光信息处理、并行光互连等领域应用前景广阔。目前对其多种外部扰动下的偏振开关及偏振双稳特性的研究尚有许多基础性科学问题亟待解决,这在一定程度上阻碍了基于复杂环境下1550nm-VCSELs偏振开关及偏振双稳特性的相关应用技术的研发。本项目将构建合理描述多种外部扰动下1550nm-VCSELs偏振开关及偏振双稳行为的理论模型;系统研究各种外部扰动之间的相互作用规律及复杂环境下1550nm-VCSELs的偏振开关及偏振双稳行为的精确调控技术;基于复杂环境下1550nm-VCSELs的偏振双稳特性,探索实现10GHz高速全光触发运行技术。该项目的实施,有望在多种外部扰动下1550nm-VCSELs偏振开关及偏振双稳特性的基础性研究方面获得突破,并研发出具有自主知识产权的10GHz高速全光触发运行获取技术。

项目摘要

新型1550nm波段的垂直腔面发射激光器在最近几年被开发出来,获得了相当多的关注。在该波段VCSEL的偏振开关特性和偏振双稳特性及其相关应用还较为缺乏,本项目立足解决该领域存在的一些尚未被探明的基础性科学问题。主要研究内容包括三个方面:1、构建合理描述1550nmVCSEL偏振开关及偏振双稳特性的理论模型;2、理论和实验研究外部扰动下的偏振开关及偏振双稳特性,目前研究了短外腔光反馈、光注入、光电反馈以及噪声的作用规律。3、理论和实验实现了10GHz水平的全光触发运行技术。取得的主要成果包括:1、获得了1550nmVCSEL与短波长VCSEL偏振特性存在差异的物理根源,即两线偏振模的频率差值以及腔结构上的差异导致的。2、对光电反馈、光反馈、光注入(正交偏振光注入、同向光注入下的偏振开关及偏振双稳特性进行了研究,相互作用规律被探明。3、理论和实验基于1550nm-VCSEL的偏振开关特性进行了研究,获得了各种参数域下的全光触发运行的稳定性图谱,在1550nmVCSEL中立同注入锁定技术,提高弛豫振荡频率,实现了10GHz稳定运行,主要技术指标达到预期。利用该项目的研究,目前已发表SCI收录论文3篇,中文核心1篇,申报受理专利4项,培养青年科技工作者2人,培养硕士研究生6人,所得研究成果有望在未来的全光触发器及光纤传感器和光纤激光器等方面得到广泛应用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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