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摘要

提出一种新型的基于半导体光纤环形腔激光器(semiconductor fiber ring laser, SFRL)全光超宽带(ultra-wideband, UWB)信号源的方案, 该方案可以同时产生3路高斯脉冲一阶导数脉冲(monocycle) UWB信号. 建立了这种全光UWB信号源的宽带理论模型, 通过数值模拟的方法研究SFRL中的半导体光放大器(semiconductor optical amplifier, SOA)的注入电流、激射光波长、输入信号光功率和波长对monocycle信号性能的影响. 结果表明: SOA的注入电流在200—220 mA时可以获得对称性较好的monocycle脉冲; 输出monocycle脉冲平均功率和正、负脉冲振幅随激射光波长增加而增加; 较低的输入信号光功率可以获得性能较好的monocycle信号; 输入信号光波长对输出monocycle信号有一定的影响, 但影响很小.

关键词:

Abstract

A novel scheme for all-optical ultra-wideband signal source based on semiconductor fiber ring laser (SFRL) is proposed, in which three monocycle signals can be generated simultaneously. The effect of the bias current of the semiconductor optical amplifier (SOA) in the SFRL, the wavelength of the lasing light, the power and the wavelength of input signal light on the performance of the monocycle signals are analyzed through numerical simulation. The results show that the output monocycle pulses with better symmetry can be obtained when the bias current of SOA is in a range of 200−220 mA. The average power, the amplitude of the positive and negative pulses of the output monocycle pulses increase as the wavelength of the lasing light increases. A better performance of the monocycle pulses can be obtained under lower input signal optical power. The wavelength of the input signal light has a little effect on the output monocycle pulses.

Keywords:

作者及机构信息

赵赞善¹,
李培丽²

1.
2.

通信作者:赵赞善,zhaozanshan@163.com

Authors and contacts

Zhao Zan-Shan¹,
Li Pei-Li²

1.
2.

Corresponding author:Zhao Zan-Shan,zhaozanshan@163.com

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参考文献

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施引文献

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参量符号	取值
有源区长度L/10^–4m	5.5
有源区宽度w/10^–6m	3.3
有源区厚度d/10^–7m	1.5
非辐射符合系统${c_1}$/10⁸s^–1	1.5
双分子复合系数${c_2}$/10^–16m³·s^–1	2.5
Auger复合系数${c_3}$/10^–40m⁶·s^–1	1.5
光限制因子Γ	0.3
折射率n_a	3.22
饱和功率${P_{{\rm{sat}}}}$/10^–2W	1.0
有源区损耗${\alpha _{{\rm{in}}}}$/10⁴m^–1	1.4
涂覆层损耗${\alpha _{\rm{c}}}$/10³m^–1	2.0
散射损耗${\alpha _{\rm{c}}}$/10³m^–1	1.0
导带中电子有效质量m_c/10^–32kg	4.1
价带中电子有效质量m_hh/10^–31kg	4.19
价带中空穴有效质量m_lh/10^–33kg	5.06
不包含两个耦合器耦合比的所有损耗${\varepsilon _1}$	0.4
耦合器1的耦合比${k_1}$	0.5
耦合器2的耦合比${k_2}$	0.5
ASE谱的起始波长${\lambda _1}$/10^–6m	1.40
ASE谱的结束波长${\lambda _{\rm{m}}}$/10^–6m	1.60
ASE谱的分段数m	10
SOA的分段数n	10
自发辐射因子β/10^–5	2
群速度${\nu _{\rm{g}}}$/10⁷m·s^–1	7.5

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