带有腔内光栅光谱滤波器的被动锁模半导体激光器的设计优化

我们考虑带有腔内光栅光谱滤波器的被动锁模双段半导体激光器的设计优化。我们的目标是开发一种方法，为滤波器找到最佳波长位置，以最大化作为吸收段驱动电流和反向偏压函数的稳定锁模区域。为了考虑激光器两段中的材料色散，我们使用增益和吸收作为载流子密度和频率函数的解析近似。对测量得到的增益和吸收曲线的拟合，随后为基于锁模激光器的大信号精确延迟微分模型的数值模拟提供输入。我们展示了如何根据模型稳态解分支上净增益的变化，为每个驱动电流和反向偏压值选择一组唯一的模型参数。我们通过展示数值模拟与双段法布里-珀罗激光器的测量电流-电压相空间之间的定性一致性，证明了该方法的有效性。然后，我们展示了如何调整该方法，以基于目标锁模范围并考虑滤波器的模式选择性，确定具有相同材料组成的虚拟器件中光谱滤波器的最佳位置。