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外光反馈下半导体激光器通向混沌的路径：综述

DOI：10.3390/photonics7010022 期刊：Photonics 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 本文回顾了远端反射器光反馈下半导体激光器混沌化路径的实验研究。当激光器偏置接近阈值时，随着反馈强度增加，可观察到稳定连续波（CW）行为与涉及多个外腔模式的非规则混沌涨落交替出现。连续波工作状态发生在外腔模式的光学频率显著低于单腔激光器的情况下。对于较大电流，随着反馈水平提升，情况显著不同：低反馈时激光器呈现周期性或准周期性行为，主要围绕频率略高于单腔激光器的外腔模式；随着反馈水平增加，射频与光学频率逐渐锁定，最终在混合外腔模式状态下实现完全锁定。该状态下，光强与电压以等于参与动态模式间光学频率间隔的频率振荡。当反馈强度更高时，锁定无法维持，激光器呈现完全发展的相干坍塌。
作者： Alexandre Locquet
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究远端反射器光反馈作用下半导体激光器通向混沌的路径。

研究成果

该综述揭示了受光反馈影响的半导体激光器中复杂的动力学特性，表明其混沌演化路径取决于激光器的偏置电流和反馈强度，会经历一系列分岔过程。当激光器偏置接近阈值时，分岔级联会在稳定态与混沌态之间交替出现；而在较高电流下，其演化路径则表现为从类准周期行为逐步发展为完全相干的崩塌，其中动态频率间的锁定效应起着关键作用。这些发现凸显了此类系统中动力学行为的丰富性以及精确建模所面临的挑战。

研究不足

该研究仅限于研究小组的实验观察，并未涵盖具有光反馈的半导体激光器的所有可能动态机制。虽然Lang和Kobayashi模型很有用，但在预测所观察到的全部行为范围方面存在局限性。

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