弱光反馈条件下的多外腔自混合干涉

针对弱光反馈的情形，运用薄膜干涉的理论，对弱光条件下的多外腔自混合干涉进行了分析，并基于含复合腔激光器结构，建立了理论模型，进行了理论分析及数据仿真．研究的成果有助于研究光纤耦合的自混合干涉测量设备．     

光纤环形激光器的环内外光反馈效应

提出了基于光纤环形激光器的环内、环外光反馈模型。系统中光反馈效应可等效为激光腔内损耗的变化,根据环内、环外两种结构分别推导得出系统输出功率变化表达式。建立数值模型对两种结构进行相应分析,得出其与传统的激光自混合干涉有着相同的相位灵敏度,并从试验中得出相一致的结果。比较环内、环外两种结构的输出现象,得到环内光反馈比环外光反馈具有更高的输出增益及条纹变化深度,即环内结构具有更好的传感特性。     

光纤激光器自混合干涉微位移测量研究

研究了光纤激光器自混合干涉效应测量微位移的方法.为提高自混合干涉的微位移传感测量精度,将正弦相位调制方法引入光纤激光器自混合干涉测量.光纤激光器外腔中使用相位调制器调制自混合干涉信号.采用四象限积分技术解调外腔相位得到位移测量结果,与高精度微位移平台位移参数对比,验证传感测量方法的可行性.位移测量精度远优于半个波长.此方法对全光纤高精度位移传感应用有重要意义.     

半导体激光器非线性行为的参数依赖性

对外部光反馈结构的F_P半导体激光器模型进行了理论分析,根据微小信号理论,导出了激光器的一阶近似扰动方程,由此可判别激光器输出工作状态。改变外部光反馈结构半导体激光器的一些典型参数,并测试它们对激光器输出的影响。通过参数选择可以控制激光器输出工作在混沌状态,从而实现混沌保密通信应用的基本条件。     

自混合干涉对分布反馈激光器线宽的影响

该文讨论了在弱光反馈的情形下,自混合干涉对增益耦合(GC)型分布反馈激光器(DFB)线宽的影响。根据自混合干涉的理论模型,进行了理论分析及数据仿真。研究的成果有助与降低光噪音,可被应用与激光器线宽的压榨及频率的调制。     

基于激光自混合干涉法的微振动测量

激光自混合干涉法由于其测量精度高、光路简单、准直性好等优点,十分适合于微小振动的测量.然而在测量微振动时,由于被测目标振幅微小且大多情况下其表面反射系数很低,造成测量信号的幅值较小以及光反馈导致的信号波形倾斜不明显,给测量信号解调带来了很大难度.在自混合干涉光路中添加一个预反馈镜,构成带预反馈的干涉光路系统,可将测量信号增强2~4倍.同时,推导"基频-极值点判定算法"的频率幅值解调公式,建立了模型算法,实现自混合干涉信号的解调.理论分析和实验表明,频率测量的误差小于2.5%,振幅测量的误差小于5%.      

自混合干涉效应及其在位移测量应用中的进展

对自混合干涉系统的位移测量研究进展进行了综述.首先对自混合干涉的发展概况进行了介绍,然后着重介绍了基于自混合干涉系统的位移测量系统.文中将基于自混合干涉的位移测量技术分为条纹计数法,模跳测量法,合成波长测量法,拍频测量法,光回馈水平差异测量法,分区细分法.条纹计数法最易于实现,系统最简单,但分辨率低,一般为半个光波长.模跳测量法利用跳模原理进行测量,分为开环和闭环模跳测量法两类,所对应的分辨率分别为40和50 nm.合成波长测量法则利用双激光器同时回馈时两激光器光强条纹相位差异实现位移测量,测量速度和范围相对于传统单激光器相位测量法大大提高.拍频测量法利用光回馈引起激光器频率变化的现象对位移进行测量,系统的分辨率为5 nm.光回馈水平差异测量法巧妙运用透镜实现系统不同水平的光回馈,实现系统的分辨率为20 nm.分区细分法则利用双频激光器中两垂直偏振光光强曲线交叉变化的特点,对条纹交叉结果进行分区,能实现分辨率为八分之一光波长.文中同时对各种测量方法的原理进行了介绍,对各自系统的优缺点也进行了评述.     

偏振旋转光反馈半导体激光混沌系统时延特征的隐藏

半导体激光混沌系统的时延特征为混沌通信攻击者重构非法接收机提供了线索,隐藏系统输出的时延特征能够提高通信的安全性。基于单模半导体激光器的理论模型,构建了偏振旋转光反馈半导体激光系统的动力学方程,利用自相关函数及时延特征峰相对高度,数值研究了该系统输出的时延特征。结果表明,在激光器合适的参数条件下,波片快轴方向在30°和60°附近一定范围内,反馈系数较小及偏置电流较大时,时延特征容易被隐藏。     

滤波光反馈半导体激光器的动态特性及混沌同步通信研究

理论推导了滤波光反馈半导体激光器的稳定输出条件,比较分析了常规光反馈和滤波光反馈对半导体激光器输出动态特性的影响;同时,建立了基于速率方程的滤波光反馈半导体激光器混沌同步通信系统模型,研究了滤波光反馈半导体激光器系统的混沌同步特性和通信性能。结果表明：窄带滤波反馈可以保证半导体激光器持续工作在稳态输出状态;适当滤除反馈光的高频成分,可以扩展混沌半导体激光器系统的稳定同步区域,增强混沌同步鲁棒性,提高系统的混沌同步通信性能。     

846 nm半导体激光器线宽压窄的研究

研制了用于倍频蓝光的单模、可调谐的窄线宽光栅外腔反馈半导体激光器,它是由激光器底座、激光管组件、准直透镜组件和光栅组成.经过精密控制电流和温度,利用光栅反馈可获得激光单纵模输出,外腔的结构还使输出光的谱线宽度得以压窄.对研制的半导体激光器的特性测试表明,其输出功率稳定,阈值变小,模式单一稳定,波长可调谐,谱线宽度小于1 MHz.     

单频外腔半导体激光器的主动稳频

采用鉴频反馈电路控制外腔长，对长外腔单纵模半导体激光器进行主动稳频，获得线宽小于２００ｋＨｚ的稳定单频输出，在２ｈ内频率漂移小于２ＭＨｚ     

一种高效安全的激光能量传输系统的设计仿真

激光是无线能量传输中的重要介质之一。该文提出了一种外腔反馈式激光能量传输系统,即在能量接收端安装部分反射镜,将激光部分反射回能量发射端,并对其进行了理论计算,给出了能量激光器输出功率的表达式,对能量激光器的阈值电流、输出功率等随前端面和外腔面反射率变化的情况进行了仿真。仿真结果表明:与传统激光能量传输方式相比,外腔反馈作用可有效地降低能量激光器的阈值电流,增大激光器输出功率,提高能量传输效率,且可根据瞄准度自动调整发射激光强度,提供一种更加安全高效的激光能量传输方法。能量发射激光器前端面的反射率越小,反馈作用对于激光器输出功率的提升越明显。     

窄线宽可调谐半导体激光器

研究了一种利用光栅弱耦合外腔改善可见光半导体激光器性能的方法,并对６５０ｎｍ半导体激光器进行了实验,外腔镜由一个闪耀光栅构成,通过转动光栅角度,获得了窄线宽单模激光输出,谱线宽度０．１ｐｍ,线宽压窄比达９８００,边模抑制比＞２０,并且在约２０ｎｍ的荧光谱宽基础上得到约５ｎｍ波长的连续调谐范围     

外腔半导体激光器的实验研究

本文报道了外腔半导体激光器的一些研究成果。利用闪耀光栅作反馈元件，对808nm波长的半导体激光器形成弱耦合外腔，实现了光谱特笥较好的窄线宽单模激光输出，线宽小于0.06nm，边模抑制比大于30dB，最大输出功率为35.4mW，总的光－光转换效率为46％。通过调整光栅转角，可以得到11.66nm的波长调谐范围。设计了光栅－反向镜联动结构，使外腔半导体激光器的输出方向不再随调谐而变化。     

Enhancement of chaotic carrier bandwidth in a semiconductor laser transmitter using self-phase modulation in an optical fiber external round cavity

A novel method to enhance the bandwidth of a chaotic carrier from a delayed feedback semiconductor laser transmitter is pre- sented using self-phase modulation (SPM) in an optical fiber external round cavity. A physical model of the laser dynamics is established under the condition of optical feedback light with the SPM effect in the fiber path. A formula for frequency detuning of the optical dual-feedback under SPM is theoretically deduced. The results show that the nonlinear phase shift caused by SPM has ...     

高分辨率双频激光回馈的位移测量方法

在分析双频激光回馈测量原理的基础上,提出了一种基于双频激光回馈原理的高精度位移测量方法,研究了双频激光回馈的基本现象并给出了理论依据,进一步在回馈光学系统基础上,对两路正交的光回馈条纹,利用电路进行细分处理:即5细分和4倍频电路相结合,细分产生的计数脉冲最后送入单片机进行计算及显示.采用可编程逻辑器件FPGA和单片机设计信号处理电路,利用FPGA实现4倍频细分,利用电阻链细分实现5细分.全部电路通过逻辑、时序仿真,验证了本方法的可行性.目前此系统可满足高精度位移测量的要求.     

Orthogonal linear polarized lasers(Ⅲ) Applications in self-sensing

In this paper, the applications of orthogonal linear polarized lasers in self-sensing are reviewed. The properties for such a laser include the production of a new frequency in one longitudinal mode spacing, the tuning of frequency difference, the change of polarization states as cavity tuning, the control of mode competition intensity, the optical feedback, and so on. The orthogonal polarized lasers have been used as a laser nanometer ruler based on competition between two polarized lights in a HeNe laser and as a displacement measurement tool based on the optical feedback in the orthogonal polarized lasers. They are also used in the phase retardation measurement of a waveplate, the angle measurement, the vibration measurement, the pressure/force measurement, the weak magnetic field measurement,and so on. The structures of these new devices are simple and compact with the great advantages of high resolution and high accuracy.Some of these devices can trace to the source of the laser wavelength. The nanometer laser ruler is an example whose measurement range is 12 mm, resolution is 79 nm and linearity is less than 5×10- 5. The repeatability of the phase retardation measuring system of waveplate can reach 3'.     

Control of chaos in an external-cavity multi-quantumwell laser subjected to dual-wedges and optical dual-feedback

A multi-parameter chaos-control method used to control chaos in an external cavity multi-quantum-well (MQW) laser via the dual-wedges and external delayed optical dual-feedback is presented. The physical model of the laser dynamic is established under the conditions of the dual-wedges and dual-feedback light control. The frequency detuning and stable ranges of the control system are theoretically demonstrated. The optical-length of the feedback light may be adjusted by shifting horizontally or sliding the dual-wedges relatively in the external optical road, which will alter the delaying time and feedback intensity of the dual-feedback light. Accordingly, the multi-parameter chaos-control of the optical dual-feedback may be achieved physically. The numerical simulations approve that the chaotic laser may be controlled into a stable state, a single-periodic state and multi-periodic states, and the controlled periodic pulse power may be increased. Supported by the Academic Basal Research of Natural Science of Jiangsu Province of China (Grant No. 08KJD510019)