1550nm垂直腔面发射激光器的非线性动力学及其在光生毫米波中的应用研究

基本信息
批准号:61275116
项目类别:面上项目
资助金额:92.00
负责人:夏光琼
学科分类:
依托单位:西南大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:邓涛,林晓东,唐曦,樊利,钟祝强,赵艳梅,刘贞莲,潘兴茂
关键词:
光生毫米波1550nm垂直腔面发射激光器位相噪声单周期非线性动力学
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 nonlinear dynamics of 1550nm-VCSELs, 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 nonlinear dynamics of 1550nm-VCSELs, and systematic investigations on the dynamics of 1550nm-VCSELs under various external disturbances will be accomplished. As a result, the distribution maps of the dynamical states of 1550nm-VCSELs in different spaces of systemic parameters will be obtained. Secondly, accurate controlling of diversely dynamical states will be realized experimentally. Finally, based on the period-one oscillation state of 1550nm-VCSELs under optical injection, a novel frequency locking technique scheme, by which the period-one frequency is locked through introducing a low frequency RF source whose operating frequency locates at the nth sub-harmonic of the period-one frequency, will be used to obtain 60GHz optical millimeter-wave suitable for Radio-over-Fiber (RoF) sub-carrier application. By carrying on this project, we hope to achieve some breakthroughs in the basic investigation aspect on the nonlinear dynamics of 1550nm-VCSELs. Moreover, a novel technology with some independent intellectual rights for acquiring 60GHz high-performance optical millimeter-wave can be exploited.

1550nm-VCSELs相对于边发射半导体激光器具有自身独特优势,在光通信、光信息处理、并行光互连等领域应用前景广阔。目前对其非线性动力学行为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1550nm-VCSELs的相关应用技术的研发。本项目将构建合理描述1550nm-VCSELs非线性动力学行为的理论模型,系统研究多种外部扰动下1550nm-VCSELs的动力学行为,获得在不同系统参数空间动力学状态的分布图谱;实验上实现对各动力学状态的准确调控;基于光注入1550nm-VCSELs单周期振荡,探索通过利用频率为单周期振荡频率1/n(n为整数)的低频微波对其进行频率锁定以期获得满足RoF系统副载波要求的60GHz光毫米波的技术方案。该项目的实施,有望在1550nm-VCSELs非线性动力学的基础研究方面获得突破,并研发出具有自主知识产权的60GHz高性能光毫米波获取技术。

项目摘要

1550nm-VCSELs相对于边发射半导体激光器具有自身独特优势,在光通信、光信息处理、并行光互连等领域应用前景广阔。目前对其非线性动力学行为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1550nm-VCSELs的相关应用技术的研发。本项目完成的主要研究内容及取得的重要结果有:(1) 构建了合理描述自由运行以及外部扰动下1550nm-VCSELs的动力学模型;探明了各种外部扰动下1550nm-VCSELs呈现各种动力学状态、偏振开关以及双稳现象与各主要系统参量之间的关联;获得了在不同系统参量空间下1550nm-VCSELs输出动力学状态的分布图谱。(2) 摸索出调控不同动力学状态的相关参数设置方案,实验上实现对外部扰动下1550nm-VCSELs动力学状态的准确调控。(3) 掌握了基于1550nm-VCSELs单周期态,用低频 (<20GHz) 射频信号锁定高频 (60GHz)光毫米波的核心技术方案;实验获取了可用作RoF副载波的低相位噪声60GHz光毫米波。通过该项目的实施,在1550nm-VCSELs非线性动力学的基础研究方面取得了一些突破和进展,在此基础上探索并掌握了相关60GHz高性能光毫米波获取技术。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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