光纤光栅外腔半导体激光器输出谱特性研究

"光纤光栅外腔半导体激光器的输出谱特性 (2010年)——该资源是一篇发表于2010年的自然科学论文，主要探讨了光纤光栅外腔半导体激光器(FGESL)的输出谱特性，涉及射线法、外腔半导体激光器的输出谱精细结构的数值模拟研究，以及前端面反射率和耦合效率对输出谱稳定性的影响。" 光纤光栅外腔半导体激光器(FGESL)是一种在半导体激光器中引入光纤光栅作为外腔的装置，因其窄线宽、高边模抑制比和大的波长调谐范围而被广泛应用于密集波分复用(DWDM)光纤通信系统。在2010年这篇论文中，研究人员采用射线法来计算增益随波长的变化，从而推导出FGESL输出谱的数学表达式。射线法是一种用于分析光在光学系统中传播的方法，能更准确地描绘激光器的实际工作情况。 论文通过结合载流子速率方程，对外腔半导体激光器的输出谱精细结构进行了数值模拟研究。载流子速率方程描述了半导体材料中的电子和空穴在激光辐射过程中的动态行为，这对于理解激光器的工作机制至关重要。研究发现，FGESL的输出谱在光纤光栅的反射带宽内呈现出多峰结构，这与光栅的反射特性有关。同时，论文指出，当前端面反射率降低和耦合效率提高时，输出谱的稳定性得到改善，这意味着激光器的输出变得更加稳定，这对实际应用是极其重要的。 在传统的FGESL研究中，通常假设激光器的工作波长是离散的，而本研究则考虑了输出谱的连续性，这是一个重要的理论进步。论文还讨论了前端面反射率和耦合效率这两个关键参数如何影响输出谱的特性和稳定性，为理解和优化FGESL的设计提供了有价值的参考。 这篇2010年的研究为深入理解光纤光栅外腔半导体激光器的工作原理及其优化提供了新的视角，对后续的激光器设计和DWDM系统的开发具有指导意义。通过这种深入研究，可以期望开发出更高效、更稳定的激光器技术，以满足未来高速光纤通信的需求。