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注入锁定理论的延拓及其动态行为分析

作　者: 冯振中
导　师: 陈建国
学　校: 四川大学
专　业: 光学
关键词: 交叉注入模型速率方程组非线性动力学交叉注入实验
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

从传统意义上讲，以半导体激光器为对象的注入锁定理论包括主—从式注入和外腔注入(自注入)两种，对它们的研究是从在上世纪七十年代开始的。就应用而言，它们已广泛应用于提高光束质量，提高光功率，改变光束特性等方面；近年来，建立在主、从式注入系统混沌基础上的保密通信引起了人们极大的关注。对注入锁定的研究已经宽泛的涉及了激光器锁定的静态、动态、噪声等诸多特性，研究深入而富有成果。本文所研究的交叉注入系统是从外腔LDA锁相实践中提取出来的，它是一个非常新的课题，各方面的研究还远不及注入锁定。最简单的交叉注入系统由两个激光器或者LDA的两个发光单元组成，通过某种装置(如直接注入或者外腔反射镜注入等)使两个激光器相互作用，经过复杂的动力学过程，两激光器最后进入锁定、或者陷入周期性、混沌等状态。目前，所有用来描述这类系统的模型都含有六个方程。毫无疑问，该系统比传统的只需要三个方程来描述的注入锁定系统复杂很多。求解这个由六个方程构成的方程组的稳态解析解是比较困难的，目前还没有相关报道，在两个激光器的自由振荡频率相同的情况下，我们找到了一组描述系统的方程组的稳态解，求得系统稳定锁定的范围。研究表明，系统稳定锁定的范围比主—从式锁定系统大了将近一倍，锁定后两激光器的频率可能会发生移动。我们使用四阶龙格—库塔方法分析了系统的动力学行为，通过分析光强

全文目录

摘要  2-4
英文摘要  4-7
第一章绪论  7-14
  1.1 半导体激光器历史  7-8
  1.2 半导体激光器列阵(LDA)简介  8
  1.3 半导体激光器的注入锁定  8-9
  1.4 本文研究的目的和意义  9-10
  1.5 本文的主要工作  10-11
  参考文献  11-14
第二章非线性动力学的部分基础知识  14-25
  2.1 引言：  14
  2.2 动力学方程解的稳定性及李雅普若夫定理  14-15
  2.3 线性稳定性分析和奇点分类  15-21
  2.4 系统动态行为的诊断  21-24
  参考文献  24-25
第三章主从式、外腔式锁定理论及其动力学行为  25-36
  3.1 引言：  25
  3.2 主从式锁定  25-27
  3.3 外腔锁定：  27-31
  3.4 锁相LDA：  31-34
  参考文献  34-36
第四章交叉式注入锁定理论、动态行为分析及实验装置  36-60
  4.1 引言  36
  4.2 理论模型  36-37
  4.3 特殊稳态解的求解及分析讨论  37-41
  4.4 交叉注入系统动态行为分析  41-51
  4.5 交叉注入锁定实验装置  51-58
  参考文献  58-60
第五章总结  60-61
致谢  61-63
攻读硕士期间发表和合作发表的论文  63

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