级联SOA回波损耗分析

采用回波损耗分析方法,研究了单个半导体光放大器(SOA)模块和级联SOA的反馈抑制问题。拉锥光纤直接耦合SOA的净增益难以超过14dB。提出了一种采用光隔离器和斜端面光纤耦合SOA结构,可望获得高于20dB的净增益。     

电吸收调制器与半导体光放大器和双波导模斑转换器的单片集成

采用选择区域生长、量子阱混杂和非对称双波导技术制作了电吸收调制器与半导体光放大器和双波导模斑转换器的单片集成器件.器件在波长1.55～1.60μm范围内,3dB带宽大于10GHz,直流消光比为25dB,插入损耗小于0dB,远场发散角为7.3°×18.0°,与单模光纤的耦合效率达3.0dB.     

渐变折射率平板波导耦合器研究

介绍了渐变折射率平板波导耦合器的结构特点,并用波导理论详细分析了其工作机理及制作方法,给出了相应的设计方程。尤其是针对半导体光放大器与单模光纤耦合的问题,介绍了渐变折射率平板波导耦合器在光通信系统中的实际应用,由于渐变折射率平板波导耦合器可以有选择性地对半导体光放大器的输出模斑进行有效变换并压缩光束的束散角,因此实现了半导体光放大器到单模光纤的高效率光耦合,其光耦合损耗约为3dB,可基本满足工程使用要求。从光学特性上,渐变折射率平板波导耦合器可以在许多领域替代柱面镜。     

高增益偏振不灵敏InGaAs/InP体材料半导体光放大器

采用三元InGaAs体材料为有源区，通过直接在InGaAs体材料中引入0．20％张应变来加强TM模的增益，研制了一种适合于作波长变换器的偏振不灵敏半导体光放大器(SOA)。在低压金属有机化学气相外延(LPMOVPE)的过程中，只需调节三甲基Ga的源流量便可获得所要求的张应变量。制作的半导体光放大器在200mA的注入电流下，获得了50nm宽的3dB光带宽和小于0．5dB的增益抖动；重要的是，半导体光放大器能在较大的电流和波长范围里实现小于1．1dB的偏振灵敏度。对于1．55gm波长的信号光，在200mA的偏置下，其偏振灵敏度小于1dB，同时获得了大于14dB光纤到光纤的增益，3dBm的饱和输出功率和大于30dB的芯片增益。用作波长变换器，可获得较高的波长变换效率。进一步提高半导体光放大器与光纤的耦合效率，可得到性能更佳的半导体光放大器。     

一种用于高功率光纤放大器的侧面抽运耦合器

报道了一种应用于高功率光纤放大器的侧面抽运耦合器。采用熔融拉锥工艺以及最基本的2×1耦合方式, 实现了高耦合效率、高隔离度的光纤侧面耦合器的研制。通过对多种不同光纤组合的研究, 发现采用外径125 μm, 数值孔径为0.46的无源双包层光纤做信号传输光纤和抽运耦合光纤, 可获得高达74％的抽运耦合效率; 耦合器信号光通过率为95％; 信号输入端与抽运输入端的隔离度大于50 dB; 抽运输入端对输出端反向传输光的隔离度 为20 dB。采用该侧面耦合器, 实现了输出功率达1 W的窄线宽全光纤放大器。     

宽带偏振不灵敏InGaAs半导体光放大器

采用压应变InGaAs量子阱和张应变InGaAs准体材料交替混合的有源结构,研制了宽带偏振不灵敏的半导体光放大器.此放大器在100～250mA的工作电流范围内,获得了大于70nm的3dB光带宽;在0～250mA工作电流和3dB光带宽波长范围内,偏振灵敏度小于1dB.对于1.55μm的信号光,在200mA的注入电流下获得了15.6dB的光纤到光纤的增益、小于0.7dB的偏振灵敏度和4.2dBm的饱和输出功率.     

宽带偏振不灵敏InGaAs半导体光放大器

采用压应变InGaAs量子阱和张应变InGaAs准体材料交替混合的有源结构，研制了宽带偏振不灵敏的半导体光放大器．此放大器在100～250mA的工作电流范围内，获得了大于70nm的3dB光带宽；在0～250mA工作电流和3dB光带宽波长范围内，偏振灵敏度小于1dB．对于1.55μm的信号光，在200mA的注入电流下获得了15.6dB的光纤到光纤的增益、小于0.7dB的偏振灵敏度和4.2dBm的饱和输出功率．     

半导体光放大器用于相位补偿的实现

行波半导体光放大器的相位补偿作用削弱了啁啾光脉冲在光纤中传输时由于色散引起的展宽．本文讨论了初始光脉冲形状和光放大器饱和度对相位补偿的影响，解释了实验中观察到的相位补偿光脉冲光谱的多峰结构现象．     

大功率半导体光放大器的耦合工艺研究

针对高速大功率半导体激光器,设计了主振激光器与半导体光放大器分立集成的高速大功率半导体激光器组件,并对其中半导体光放大器(SOA)的光纤耦合技术进行了研究,采用单模光纤耦合技术以及光路可逆原理设计了SOA的注入端耦合光路,实现了主振激光器到SOA的高效注入,耦合效率大于50%,采用微透镜组技术设计了SOA输出端的耦合光路,实现了Φ62.5μm的光纤耦合输出238mW。同时针对光纤耦合工艺,利用Ansys软件对耦合结构进行了激光焊接耦合工艺的热应力分析,得到了优化的焊接工艺条件,并对耦合中存在的应力进行了释放处理,有效提高了输出功率的稳定性。     

大功率半导体光放大器的耦合工艺研究

针对高速大功率半导体激光器,设计了主振激光器与半导体光放大器分立集成的高速大功率半导体激光器组件,并对其中半导体光放大器（SOA）的光纤耦合技术进行了研究,采用单模光纤耦合技术以及光路可逆原理设计了SOA的注入端耦合光路,实现了主振激光器到SOA的高效注入,耦合效率大于50%,采用微透镜组技术设计了SOA输出端的耦合光路,实现了Φ62.5μm的光纤耦合输出238mW。同时针对光纤耦合工艺,利用Ansys软件对耦合结构进行了激光焊接耦合工艺的热应力分析,得到了优化的焊接工艺条件,并对耦合中存在的应力进行了释放处理,有效提高了输出功率的稳定性。     

一种新型高增益、低噪声980nm微腔半导体光放大器的数值分析

提出了一种新型微腔半导体光放大器结构,该半导体放大器在普通行波光放大器的波导结构上引入了上下布拉格反射镜,并在波导前后两侧的上端面上分别刻蚀出入射和出射光学窗口,其上蒸镀增透膜层.信号光以一定的倾角斜入射到波导中,以之字型路线沿波导传播.提出了一个完整的、考虑了微腔特性的稳态模型,系统模拟了微腔半导体光放大器的特性.结果表明该微腔半导体光放大器的光纤到光纤增益可达40dB,而噪声指数只有3.5dB.     

染料激光器泵浦的掺铒光纤放大器

光放大器可对光载波进行直接放大,省去了目前光纤通信中广泛采用的光一电、电一光转换的繁琐过程。掺杂光纤光放大器巧妙结合固体激光和光纤制适两种技术,使光放大器光纤化,克服了半导体激光放大器由于模式干扰引起的大噪声及其受温度、偏振影响大的缺陷。其中,掺铒(Er~(3+))光纤光放大器业已受到国内外广泛重视。 1989年下半年,我们用0.655μm的染料激光对4米长掺铒光纤进行反向泵浦,实现了1.54μm信号光的放大。泵浦光功率为9 dBm时,净增益为6.9dB。     

AlGaInAs-InP材料系1550nm偏振无关半导体光放大器

采用低压金属有机气相外延设备生长并制作了1550nm AlGaInAs-InP偏振无关半导体光放大器,有源区为3周期的张应变量子阱结构,应变量为-0.40%.器件制作成脊型波导结构,并采用7°斜腔结构以有效抑制腔面反射.经蒸镀减反膜后,半导体光放大器的自发辐射功率的波动小于0.3dB,3dB带宽为56nm.半导体光放大器小信号增益近20dB,带宽大于55nm.在1500～1590nm波长范围内偏振灵敏度小于0.8dB,峰值增益波长的饱和输出功率达7.2dBm.     

基于腔内光放大器结构的光纤激光器噪声抑制方法

设计了一种将半导体光放大器耦 合于光纤激光器腔内的结构,以抑制光纤激光器的相对强 度噪声。基于半导体光放大器的增益饱和效应,将光纤 激光器在弛豫振荡峰处的相对强度噪声抑制了30 dB。更进 一步地,通过腔内的放大器结构使得放大器内部的光学 强度达到一个稳定态,最终使得激光器的频率噪声没有因 光放大器的加入而产生劣化。     

宽带偏振不灵敏张应变InGaAs半导体放大器光开关

研制了一种张应变准体InGaAs半导体放大器光开关.该结构具有显著的带填充效应,从而导致在80mA的注入电流下,器件的3dB光带宽大于85nm(1520～1609nm).该带宽几乎同时全部覆盖了C带(1525～1565nm)和L带(1570～1610nm).最为重要的是,在3dB光带范围内,光开关的偏振灵敏度小于0.7dB;光纤到光纤无损工作电流在70～90mA之间;消光比大于50dB.通过降低了载流子寿命,开关速度有所提高.在未来密集波分复用通信系统中,这种宽带偏振不灵敏半导体放大器光开关很有实用前景.     

S波段光纤放大器的研究

文章介绍了掺铥光纤放大器(TDFA)和增益位移掺铥光纤放大器(GS-TDFA)的基本工作原理.分析了不同的泵浦波长选择.随后,作者提出了一种使用半导体激光器泵浦两级高掺杂掺铥光纤的增益位移放大器方案.采用此方案的光纤放大器在30 nm工作带宽上光增益大于20 dB,饱和输出功率大于17 dBm,噪声指数为5.9～6.2 dB.     

侧面分布式泵浦双包层脉冲光纤放大器

采用自行研制的光纤侧面耦合器,设计和研制了侧面分布式泵浦、两级全光纤连接的掺镱双包层脉冲光纤放大器,实现了输出波长为1064nm、平均输出功率达到2.12W、脉冲宽度20ns、重复频率50kHz的高功率、高重复频率全光纤结构脉冲光纤放大器.光纤侧面耦合器对泵浦光耦合效率最高达到69%,对反向信号光的隔离度最低为17dB,有效避免了高功率脉冲回波对泵浦光源的损害,使用更高泵浦耦合效率的侧面耦合器,可进一步提高放大器输出功率.     

半导体光放大器

1　前言　　光纤放大器具有优异的放大特性 ,现已达到实用化水平 ,它给最近波分多路传输技术的发展等光通信系统的构成带来了很大冲击。随着半导体激光器的高性能化 ,对半导体光放大器进行了基础研究[1 ] 。从半导体激光器所具备的特征来看 ,即可以采用电流注入激励和小型化等 ,迫切期望半导体光放大器向高性能化发展。虽然目前还存在着与光纤的耦合、串话、偏振波依赖性、噪声等问题 ,但是目前已在热烈地讨论它与光开关、调制器、激光器等其它半导体光器件单片集成化的可能性 ,以及利用放大器的宽带宽、或者半导体光放大器所具备的大非线性…     

半导体光放大器增益饱和及其开关特性的研究

从理论上研究了行波半导体光放大器的增益饱和特性。由半导体的单模速率方程出发，应用半导体光放大器的传输波动方程，推导了放大器的增益特性表达式。根据半导体光放大器增益饱和特性，研究了开关特性。     

采用半导体光放大器的多波长光纤环形激光器

报道了一种插入马赫-曾德尔(M-Z)光纤干涉仪的半导体光放大器(SOA)多波长光纤环形激光器,实现了信道间隔为100 GHz的稳定的多波长连续光激射,其输出光谱3 dB带宽为19.5 nm,消光比大于30 dB.其中在17.9 nm范围内获得了22个波长的连续光,功率不平坦度为1.2 dB,总输出功率为5.1 dBm.对该结构的多波长激光器输出光谱宽,不同波长间功率波动小的特性进行了分析,提出在较低环腔损耗下,半导体光放大器的增益饱和及四波混频(FWM)效应的共同作用使环腔内多波长光功率获得自动均衡;并对实验观测到的激光器输出光谱带宽及中心波长随半导体光放大器驱动电流降低或环腔损耗增大而减小的现象进行了讨论.