光反馈作用下1550nm-VCSELs的偏振转换及非线性动力学特性研究的任务书.docx

光反馈作用下1550nm-VCSELs的偏振转换及非线性动力学特性研究的任务书
任务书
一、选题背景和意义
垂直腔面发射激光器（VCSELs）是一种应用广泛的半导体激光器，在数据通信、光纤传感、光电子集成等领域有着广泛的应用。其中，1550nm-VCSELs作为一种优秀的载波激光器，在长距离光纤通信应用中得到了广泛的应用。然而，VCSELs中的极化模式问题一直是其应用中需要解决的问题之一，特别是在光反馈作用下，光的偏振转换问题更为突出。因此，对VCSELs的偏振转换及其非线性动力学特性研究对于提高其性能和应用具有重要的意义。
二、研究内容和主要任务
1.借助仿真软件，建立1550nm-VCSELs的电学和光学模型，并分析其基本特性。
2.研究光反馈作用下1550nm-VCSELs的极化特性，重点探究光反馈对VCSELs光的偏振转换的影响机制及规律。
3.分析非线性动力学特性，如光谱特性、动力学行为、非线性现象等，探究光反馈作用下1550nm-VCSELs的非线性特性，包括周期翻转、混沌等。
4.实验验证仿真结果，设计并搭建1550nm-VCSELs光反馈系统，分析其偏振转换及非线性动力学特性，验证仿真结果的可靠性，并对系统性能进行优化。
三、研究方法和技术路线
本研究采用仿真和实验相结合的方法，具体技术路线如下：
1.通过理论推导和仿真计算，建立1550nm-VCSELs的电学和光学模型，并分析其基本特性。
2.研究光反馈作用下1550nm-VCSELs的极化特性，运用Matlab等工具分析仿真结果，重点探究光反馈对VCSELs光的偏振转换的影响机制及规律。
3.运用数学工具和计算机仿真方法，分析非线性动力学特性，如光谱特性、动力学行为、非线性现象等，探究光反馈作用下1550nm-VCSELs的非线性特性。
4.设计并搭建1550nm-VCSELs光反馈系统，实验验证仿真结果，分析其偏振转换及非线性动力学特性，并对系统性能进行优化。
四、预期成果和意义
预期成果：
1.建立1550nm-VCSELs的电学和光学模型，并分析其基本特性。
2.研究光反馈作用下1550nm-VCSELs的极化特性，揭示其偏振转换的影响机制及规律。
3.深入分析光反馈作用下1550nm-VCSELs的非线性动力学特性，包括周期翻转、混沌等，为其性能的优化提供理论支持。
4.设计并搭建1550nm-VCSELs光反馈系统，通过实验验证仿真结果，并对系统性能进行优化。
预期意义：
1.对1550nm-VCSELs的极化特性和非线性动力学特性研究，有助于提高其性能和应用范围。
2.研究结果可为长距离光纤通信、光电子集成等领域提供理论支持。
3.研究成果可为VCSELs性能的优化提供参考依据。
五、研究进度安排
任务名称|完成时间
-|-
建立1550nm-VCSELs的电学和光学模型|前期准备-第2个月
研究光反馈作用下1550nm-VCSELs的极化特性|第3-第6个月
分析非线性动力学特性|第7-第8个月
设计并搭建1550nm-VCSELs光反馈系统|第9-第10个月
实验验证仿真结果|第11-第12个月
论文写作和答辩|第13-第14个月
六、参考文献
1.LiK,LiB,LiZ.Polarizationswitchinginvertical-cavitysurface-emittinglasers[J].AdvancesinOptics&Photonics,2010,2(2):181.
2.LiL,FanWJ,YanLX,etal.Polarizationswitchingina1550nmVCSELsubjecttofeedback[J].Optik,2016,127(9):4147-4151.
3.RontaniD,BreuerHP.Emergenceofdelay-inducedpolarizationswitchinginvertical-cavitysurface-emittinglasers[J].PhysicalReviewEStatisticalNonlinear&SoftMatterPhysics,2004,70(2):026216.
4.WuYH,ZhangLQ,WangLJ,etal.Dynamicalpropertiesofa1550nmVCSELunderopticalinjection[J].Optik,2014,125(23):7053-7057.