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分布布拉格反射(DBR)激光器是光通信中的重要元件。DBR激光器具有波长快速可调性,因而受到科研工作者的广泛关注。本论文研究了DBR激光器的光谱特性及应用。主要研究工作如下:
1.基于光外差技术,研究了相区方波调谐的DBR激光器的调谐特性。测得的时间分辨谱表明,激光器在调谐过程中存在频率漂移和瞬时线宽展宽现象。研究并总结了频率漂移与瞬时线宽随电压幅度、电压偏置、和占空比等参数的变化规律。实验表明,频率漂移量随电压幅度的增大而增大,瞬时线宽随两光波波长差的增加而展宽,减小占空比可以降低频率漂移量,从而压窄线宽。
2.研究了DBR激光器经方波调谐后产生的两光波之间的频率相干性。通过光外差方法分析了两光波的光谱特性。研究表明,从DBR激光器同一有源区内不同时刻产生的不同波长的光波之间是部分频率相干的。并且,频率相干性会随两光波波长差的减小而增强,随两光波之间延时时间的增长而减弱。
3.研究了当DBR激光器处于工作状态时无源区内产生的电信号。实验研究表明,这个电信号是由光生伏特效应产生的。利用这一效应,提出了将DBR无源区代替背光探测器监测激光器输出功率的方法。这种方法可以简化封装结构,降低封装成本。
4.提出了一种新型的波长编码光时域反射计(OTDR)。波长编码OTDR是以光外差技术为基础的,具有较高的探测灵敏度和动态范围。实验表明,利用波长编码OTDR探测60km光纤中的微弱信号,分辨率可以达到2.5m,并且,它还可以用来直接观测长光纤中的布里渊散射分布。波长编码OTDR的原理还可用于雷达或激光雷达中来提高接收机的灵敏度并简化系统结构。
本论文在理论研究和应用研究中取得的成果对推动DBR可调谐激光器的研究和应用具有积极意义。