半导体激光器的发展及在光纤通信中的应用

1、半导体激光器的发展及在光纤通信中的应用2022/8/252按器件的p一n结类型 按器件的p一n结类型，可分为初期的同质结激光器，后来的异质结、双异质结、多异质结(大光腔)、分别限制异质结激光器，目前广泛采用的量子阱、超晶格激光器以及正在开发研究的量子线和量子点构造激光器。2022/8/253按谐振器的构造按谐振腔构造，可分为依靠天然解理面的F一P腔激光器，分布反响(DFB)、分布布拉格反射(DBR)以及垂直腔和微腔构造等 DFB构造2022/8/254其他分类按材料分类，半导体激光器使用的材料主要有一v族的AIGaAs，GalnAsP，hiGaAIP和hiGaN以及一族的Znse，znO等材料

2、，其中研究最成熟、应用最广泛的是AIGaAs，GalnAsP和InGaAIP。按激射波长划分，可分为可见光波段，波长范围为400一490nln，能发出蓝绿光的 InGaN LD;波长范围630一680nm，发红光的 InGaAIP LD，以及发光范围720一76Onm的 AIGaAs LD;在760一980nm的近红外波段，有AIGaAs和 hiGaAsLD;在中红外1310一1550nm波段，那么有GaInAsP LD。此外，采用量子级联技术还有望研制出波长为2一20微米的中红外波段和波长为30一300微米的远红外波段半导体激光器根据输出功率的大小，输出功率在毫瓦数量级的激光器被称为小功率激

3、光器大功率指输出功率在百毫瓦以上到数十瓦的激光器，工作在脉冲状态下的激光器阵列甚至可以到达万瓦级的输出功率。2022/8/255半导体激光器特点阈值条件，不仅需要是光子的产生速率超过吸收速率，而且还要超过光子在节区的损耗率。影响因素很多，激光器长度，二极管外表反射率，温度等。频谱分布，结型激光器的频谱分布取决于组成激光器的半导体材料。因此，适中选择激光作用的材料，可以得到不同的激光波长。体积小，重量轻，构造紧凑且峰值功率高，寿命长，能将电能直接转化为激光能，受温度影响大，光束的发散角较大2022/8/256用于光纤通信的半导体激光器半导体激光器是光纤通信的主要光源，由于光纤通信系统具有不同的应

4、用层次和构造，因此需要不同类型的半导体激光器。 接入网，本地网简单构造的法布里-铂罗FP激光器 中心城市的市区建立城域网 需要直接调制的分布反响DFB半导体激光器 干线传输网络 普遍采用分布反响半导体激光器DFB-LD/电吸收型EA调制器的集成光源 2022/8/257直接调制直接调制是指通过改变注入电流来调制激光器的输出。 最高达40Gb/s优点：构造简单，本钱低缺点：调制频率过高引起频率啁啾，信号失真2022/8/258外调制外调制，是指将激光器的输出光注入外调制器中,调制信号控制外调制器, 利用调制器的电光、声光等物理效应使其输出光的强度等参数随信号变化。 构造复杂，本钱高2022/8/

5、259混沌通信与半导体激光器混沌现象是非线性系统中出现确实定性的、类随机的过程。它是非周期的、有界的、但不收敛的过程，并对初始条件即为敏感。根据混沌序列对初试条件的敏感性，可用于多只通信。混沌保密通信的根本思想是利用混沌信号作为载波，将传输信号隐藏在混沌载波之中。为半导体激光器引入附加自由度可以很容易获得混沌光信号，常用的方式有：电流直接调制、外光注入、外光反响和光电反响等，激光器输出光波的幅度或波长将呈现出混沌行为. 目前所研究的全光混沌通信系统主要是基于外光注入和外光反响两种构造 2022/8/2510光孤子通信与半导体激光器光孤子是指经过长距离传输而形状、幅度和速度都保持不变的超短光脉冲 ps数量级。 利用光孤子作为载体