双路光注入半导体激光器的动态特性及其RoF应用研究

随着光载无线电(RoF)技术的发展,具有电域简单、高频射频副载波频率且可调谐的光生微波技术对增加接入网带宽迫在眉睫.本项目通过光注入半导体激光器技术产生的丰富非线性动态光谱研究,为其在频率可调谐RoF技术中的应用奠定了理论和实验基础。一方面，本项目建立了单、双路光注入半导体激光器系统的统一理论模型，通过数值求解及比较分析，全面研究了双路光注入半导体激光器系统的非线性动力学行为及光谱分布，对比研究了单、双路光注入半导体激光器系统产生的稳态锁定、周期振荡、混沌光谱及混沌产生路径的异同，发现了双路光注入条件下更为丰富复杂的周期振荡光谱的时域变化波形，为各种新型光谱的拓展应用奠定了理论基础；同时发现双路光注入可进一步增加单路光注入时混沌光谱的注入参数范围并可拓展混沌光谱带宽；而与单路光注入相同，双路光注入条件下的混沌光谱进入路径均为倍频演变路径。另一方面，首次将双路光注入半导体激光器系统用于多路光载无线电 (RoF)信号的产生，基于双路光注入半导体激光器系统提出了一种60GHz射频副载波的RoF下链路广播传输链路，并分析了光链路的传输性能。通过2.5Gb/s数据系统模拟仿真表明，通过调整两个主激光器的注入强度可控制单边带的产生，有效减小了光纤色散所导致的基站出射频功率损耗. 另外，我们研究了数据脉冲的幅度以及占空比对系统传输性能的影响，研究发现，基站出检测到的微波功率对调制参数变化不敏感，本项目所提出的系统具有较好的系统稳定性和可靠性。本项目的研究结果将为激光器非线性动力学行为的研究提供重要补充，并开拓一种电域简单、调谐范围广、结构简单的多信道光生微波技术，对进一步增加接入网带宽和传输距离具有重要的理论及应用价值。