提出了一种以处于增益开关调制状态下的法布里珀罗(Fabry-Pérot)半导体激光器作为光源,采用简单的自激注入锁定方式,以生成波长可调谐的超短光脉冲的实验系统。该实验装置中,激光器的外腔包括两个串联在一起的布拉格光纤光栅,一个掺铒光纤放大器(EDFA),一个光耦合器和两个环行器,其作用是选模,以及增强并控制反馈回激光器内腔的光强。该实验系统简单而高效,在24 nm的波长调谐范围内获得了边模抑制比高于40 dB的单模光脉冲输出;而在1521.8 nm和1550.0 nm之间28.2 nm的波长调

在理论上对强外腔反馈情形的外腔半导体激光器线宽压窄效应进行了分析,对消反膜剩余反射率、外腔反射率、外腔腔长对线宽压缩的影响进行了研究;在实验上采用光纤光栅作为反馈元件,与一端镀有消反膜的1.5Lm波段的常规多纵模半导体激光器耦合,构成强反馈光纤光栅外腔半导体激光器,得到单频窄线宽的激光输出,静态下边模抑制比大于30 dB,线宽小于120 kHz。

基于激光器的增益理论和动态理论, 结合经典的激光器速率方程, 分析了激光器有源区尺寸、光纤光栅结构、耦合效率和注入电流等参数对频率噪声和弛豫振荡频率的影响。以获得低频率噪声和高驰豫振荡频率为目标, 进行数字仿真, 仿真结果表明, 较小的激光器有源区尺寸、较强的外腔光反馈和较高的注入电流有利于改善噪声特性, 其中注入电流的影响尤为重要。当注入电流为阈值电流的9倍时, 频率噪声降低约14.7%, 弛豫振荡频率增加约6.0 GHz。