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可调谐半导体激光器是下一代全光动态光网络中的关键器件之一,既可用作波长备份和库存管理,降低系统成本,又可以在可重构的光网络中提供自动波长配置、可调谐的波长转换、波长路由等功能,大大增加了光网络的灵活性。单片集成结构的可调谐半导体激光器具有调谐范围宽、体积小、波长调谐速度快、容易与其他器件相结合等优点,是光子集成和动态光网络应用的首选方案。本论文针对取样光栅分布布拉格反射器(SGDBR)型激光器和单片集成半导体光放大器(SOA)的SGDBR激光器(SOA-SGDBR集成器件)进行了理论和实验研究,具体工作如下:(1)介绍了半导体激光器的基本原理,通过对分布布拉格光栅和取样光栅的分析,讨论了三段式DBR型半导体激光器和四段式SGDBR激光器的波长调谐原理。(2)对半导体激光器的几种常用的数值模型进行了比较,然后基于传输线激光器模型(TLLM),建立了SOA-SGDBR集成器件的大信号时域模型,对SGDBR激光器的静态特性和动态特性进行了模拟和分析,并研究了集成SOA对SGDBR直接调制性能的影响。(3)基于SGDBR激光器的波长调谐特性,利用LabVIEW软件设计了SGDBR激光器的波长自动扫描控制系统,该系统能对激光器进行自动电流扫描,采集、分析其输出光谱,生成激光器的“电流-波长/光功率/边模抑制比”数据查询表。然后基于实验结果,对SGDBR激光器的静态调谐特性进行了分析。(4)基于课题组开发的SOA-SGDBR集成器件的控制电路板,对SGDBR激光器的动态波长切换特性进行了实验研究,并在此基础上,研究了SOA-SGDBR集成器件中SOA的控制机理,以及SOA的开关特性对集成器件动态波长切换特性的改善。针对SOA开关过程中出现的光功率振荡现象,利用传输线激光器模型进行了仿真和分析。