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可变偏振光注入下1550nm垂直腔面发射激光器的偏振开关及双稳特性

陈俊 陈建军 吴正茂 蒋波 夏光琼

可变偏振光注入下1550nm垂直腔面发射激光器的偏振开关及双稳特性

陈俊, 陈建军, 吴正茂, 蒋波, 夏光琼
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  • 基于自旋反转模型,研究了可变偏振光注入1550 nm垂直腔面发射激光器(VPOI-1550 nm-VCSEL)的偏振开关(PS)及双稳(PB)特性. 研究结果表明:对于一自由运行的1550 nm-VCSEL,在给定电流下,激光器中的平行偏振模式(Y偏振模式)激射,而正交偏振模式(X偏振模式)被抑制. 引入可变偏振光注入后,在给定频率失谐Δν(定义为注入光与X偏振模式之间的频率差异)的条件下,当注入光偏振角θp(定义为注入光的偏振方向与自由运行1550 nm-VCSEL中主导偏振模式的夹角)足够大时,正向扫描(逐渐增加)注入光功率可观察到1550 nm-VCSEL发生I类PS,反向扫描(逐渐减小)注入光功率可使1550 nm-VCSEL产生II类PS,且两类PS 的开关点要求的注入功率不一致,即出现PB现象. 对于一确定的频率失谐Δν,随着θp的增加,I类、II类PS开关点对应的注入功率以及PB区宽度都呈现减小的趋势,且|Δν|值越大,尽管I类PS的开关点所需注入功率更大,但PB区域更宽;在给定注入功率,对于特定Δν ,通过正向及反向扫描θp也可观察到VPOI-1550 nm-VCSEL输出功率呈现的PS以及PB现象. 当|Δν| 较小时,发生I类和II 类PS所要求的θp近似相同,因此PB区宽度较窄,而当|Δν|较大时,发生两类PS 所需的θp以及PB宽度随Δν 的变化曲线均呈现较大波动. 因此,在1550 nm-VCSEL 工作参数给定的条件下,通过调节可变偏振光注入的注入参量,可优化1550 nm-VCSEL 呈现的PS及PB特性.
      通信作者: 夏光琼, gqxia@swu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61275116,61475127,61575163)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-09
  • 修回日期:  2016-06-14
  • 刊出日期:  2016-08-05

可变偏振光注入下1550nm垂直腔面发射激光器的偏振开关及双稳特性

  • 1. 西南大学物理科学与技术学院, 重庆 400715;
  • 2. 新疆医科大学医学工程技术学院, 乌鲁木齐 830011
  • 通信作者: 夏光琼, gqxia@swu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61275116,61475127,61575163)资助的课题.

摘要: 基于自旋反转模型,研究了可变偏振光注入1550 nm垂直腔面发射激光器(VPOI-1550 nm-VCSEL)的偏振开关(PS)及双稳(PB)特性. 研究结果表明:对于一自由运行的1550 nm-VCSEL,在给定电流下,激光器中的平行偏振模式(Y偏振模式)激射,而正交偏振模式(X偏振模式)被抑制. 引入可变偏振光注入后,在给定频率失谐Δν(定义为注入光与X偏振模式之间的频率差异)的条件下,当注入光偏振角θp(定义为注入光的偏振方向与自由运行1550 nm-VCSEL中主导偏振模式的夹角)足够大时,正向扫描(逐渐增加)注入光功率可观察到1550 nm-VCSEL发生I类PS,反向扫描(逐渐减小)注入光功率可使1550 nm-VCSEL产生II类PS,且两类PS 的开关点要求的注入功率不一致,即出现PB现象. 对于一确定的频率失谐Δν,随着θp的增加,I类、II类PS开关点对应的注入功率以及PB区宽度都呈现减小的趋势,且|Δν|值越大,尽管I类PS的开关点所需注入功率更大,但PB区域更宽;在给定注入功率,对于特定Δν ,通过正向及反向扫描θp也可观察到VPOI-1550 nm-VCSEL输出功率呈现的PS以及PB现象. 当|Δν| 较小时,发生I类和II 类PS所要求的θp近似相同,因此PB区宽度较窄,而当|Δν|较大时,发生两类PS 所需的θp以及PB宽度随Δν 的变化曲线均呈现较大波动. 因此,在1550 nm-VCSEL 工作参数给定的条件下,通过调节可变偏振光注入的注入参量,可优化1550 nm-VCSEL 呈现的PS及PB特性.

English Abstract

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