半导体光放大器超快动态特性改善的新方案及机理研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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半导体光放大器超快动态特性改善的新方案及机理研究

项目名称：半导体光放大器超快动态特性改善的新方案及机理研究
项目类别：青年科学基金项目
批准号：60407001
申请代码：F050102
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2005-01-01-2007-12-31

项目负责人：张新亮
负责人职称：教授
依托单位：华中科技大学
批准年度：2004

中文摘要：

半导体光放大器（SOA）在高速全光信号处理中的应用越来越广泛，SOA的动态特性决定了各种应用的输出性能。载流子复合寿命和载流子恢复时间是衡量SOA超快动态特性的直观指标。本项目中提出利用适当的端面谐振产生的ASE增强加速载流子的恢复过程，缩短SOA的载流子恢复时间，改善SOA的超快动态特性。从量子理论的角度研究缩短载流子复合寿命和载流子恢复时间的途径，研究光子加速载流子恢复过程的量子机理。研制出不同反射率和不同有源区长度的SOA器件，拟合出合理的载流子恢复时间经验模型。建立合理数值模型，优化设计端面反射率和有源区长度，并利用在40Gb/s以上速率全光波长转换和全光逻辑的具体应用实验来验证理论分析结果。分析SOA频响特性与载流子复合寿命和载流子恢复时间之间的关系，寻找简便易行的描述SOA动态特性的方法。开展本项目的研究有助于寻找改善动态特性的新途径，建立完善的SOA超快动态特性理论模型。

中文主题词：半导体光放大器，超快动态特性，端面反射，参数测量，波长转换和

英文摘要：

semiconductor optical amplifie

英文主题词： semiconductor optical amplifie

结论摘要：

半导体光放大器(SOA）的动态特性直接影响其应用的输出性能，本项目对SOA动态特性改善的方案和机理进行了深入的研究。建立了考虑端面反射、宽带放大自发辐射（ASE）等因素的SOA动态分析模型，着重分析了端面反射和外界光泵浦对载流子恢复时间的影响；设计和制作了不同端面反射的SOA器件，实验证明一定的端面反射有助于载流子恢复的加速；建立了考虑超短光脉冲增益色散的数值分析模型，重点分析了SOA中的超快非线性效应载流子加热、光谱烧孔和双光子吸收对增益动态特性的影响，同时分析了SOA中的载流子温度动态特性；研究了SOA增益谱、线宽加强因子、载流子恢复时间等关键参数的测量方法，利用小信号分析模型测量了SOA的等效载流子恢复时间，提出了一种基于四波混频效应的载流子恢复时间简易测量方法；对SOA串接滤波器方案改善动态特性的机理进行深入的研究，在40Gb/s速率的全光波长转换和多功能全光逻辑门中得到广泛应用；对多量子阱结构材料进行了能带计算，计算出了不同材料的增益谱和线宽加强因子谱，为增益和折射率变化的平衡研究奠定了基础。发表了SCI收录论文23篇，国际权威会议2篇，特邀报告1次，培养研究生7人。

成果综合统计