GaInAsP/InP半导体激光器在光纤传输中的应用与挑战

"光纤传输用GaInAsP/InP注入式半导体激光器" 本文主要讨论的是光纤通信系统中使用的GaInAsP/InP注入式半导体激光器，这是一种在0.8至0.9微米波长范围之外，能够提供更高效、更稳定光源的技术。随着光纤通信的发展，对于长波长的半导体激光器需求日益增长，这是由于在这个波段内，光纤的传输损耗较低，从而可以实现更远距离的数据传输。 1. 光纤通信背景 光纤通信系统的性能很大程度上取决于其光源的质量。传统的GaAs/AlGaAs半导体激光器在0.8至0.9微米的波长区间工作，但随着技术的进步，研究者开始探索更长波长的激光器，以减少由OH基引起的光纤传输损耗，并拓宽传输窗口，从而提升系统的整体性能。 2. GaInAsP/InP半导体激光器 GaInAsP/InP激光器是这一领域的先进代表，它利用了InP材料体系，该材料具有良好的光电子特性，适合制造长波长的激光器。这种激光器可以在1.3或1.55微米的低损耗窗口内工作，这两个波长被认为是光纤通信的黄金窗口，因为在此范围内的光纤损耗极低。 3. 激光器性能与挑战 尽管GaInAsP/InP激光器在提高光纤传输效率方面具有潜力，但其亮度仍需提升以满足实际应用的要求。非线性效应是限制激光器亮度的一个关键因素。然而，通过脉冲压缩技术，可以在不增加光束发散度的情况下实现脉冲压缩，从而理论上提高亮度，保持单色亮度不变。 4. 脉冲压缩技术 脉冲压缩技术是提高激光器性能的有效手段，尤其在激光等离子体工作中，需要特定脉冲形状时更为重要。通过调整子脉冲的形状和峰值功率，可以优化脉冲上升时间，进一步增强激光器的性能。 5. 材料改进 为了提升激光器的亮度，研究者还致力于降低激光材料的非线性折射率。虽然大幅降低可能不现实，但适度的降低仍有可能带来显著改善，这使得上述脉冲压缩方法更具应用价值。 6. 结论 GaInAsP/InP注入式半导体激光器因其在长波长区的优秀性能，成为光纤传输系统的重要候选光源。通过技术创新，如脉冲压缩技术，可以克服当前的亮度限制，为未来光纤通信的发展提供更强的动力。同时，对激光材料的改进也是提高激光器性能的关键路径。 参考文献： [1] Horiguchi, Osanai等, [期刊名称未给出] [2] Bliss, IEEE Journal of Quantum Electronics, 19, QE-11, No. 9, 29D [3] 王之江, 关于固体激光器的总结报告 [4] K.A. Brueckner, Rev. Mod. Phys., 1974, 46, 325 [5] R.Klauder, B.S.T.J, 1960, 39, 745 [6] Girault, Tournois Compt. Rend., 1964, 255, 6112 [7] Fisher, Bischel Bulletin of the American Physical Society, 1973, 18, 1586 (A.P.L. 1974, 24), 468. IEEE J. Quantum Electron., 1975, QE-11, 71. [编者：王能鹤]