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基于滑模控制的半导体激光器温度控制系统
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作者 刘晨 唐壹明 +3 位作者 吴海勇 王如刚 陈勐勐 徐飞 《光通信技术》 北大核心 2025年第4期14-18,共5页
为了解决分布反馈(DFB)半导体激光器因温控电路不稳定而导致输出波长漂移的问题,设计了一种基于滑模控制的半导体激光器温度控制系统。该系统采用曲线拟合求出DFB半导体激光器内部热电冷却器的传递函数,并在Simulink中加入白噪声搭建温... 为了解决分布反馈(DFB)半导体激光器因温控电路不稳定而导致输出波长漂移的问题,设计了一种基于滑模控制的半导体激光器温度控制系统。该系统采用曲线拟合求出DFB半导体激光器内部热电冷却器的传递函数,并在Simulink中加入白噪声搭建温度仿真模型,比较比例-积分-微分(PID)控制、增量PID控制、滑模控制的可行性,最终在实验电路中对比不同算法下温度控制的波形。实验结果表明:通过优化设计滑模控制系统,能有效提高激光器系统的响应速度和稳态精度,经过长时间测试,连续120 min内的温度误差小于等于0.16%。 展开更多
关键词 分布反馈半导体激光器 热电冷却器 滑模控制 温度控制系统
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光纤布拉格光栅长外腔反馈半导体激光器特性研究
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作者 张云豪 刘奎 +1 位作者 郜江瑞 王军民 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1035-1041,共7页
窄线宽激光器是光谱学和精密计量学等实验的基本组成部分。由于半导体激光器对外部光学反馈十分敏感,所以可以利用光反馈的高带宽抑制半导体激光器的相位噪声,进而压窄线宽。本文采用光纤布拉格光栅作为反馈元件,搭建了长外腔反馈回路... 窄线宽激光器是光谱学和精密计量学等实验的基本组成部分。由于半导体激光器对外部光学反馈十分敏感,所以可以利用光反馈的高带宽抑制半导体激光器的相位噪声,进而压窄线宽。本文采用光纤布拉格光栅作为反馈元件,搭建了长外腔反馈回路。为了降低外界环境温度起伏和气流扰动的影响,对反馈光路的光纤控温,使得1小时内最大温度起伏从0.039℃降低到0.003℃。此外,测试了反馈带宽对激光线宽的影响,尽管实验所用光纤布拉格光栅的带宽远大于自由运转的激光线宽,但仍然可以观察到激光线宽被压窄,且光纤光栅的带宽越小,激光线宽越窄。对于此现象,分析认为在反馈回路中应该存在一种负反馈机制,可以将激光线宽稳定到反馈光谱的某个斜率处,所以光纤光栅的反馈带宽越窄,反馈光谱的斜率越大,反馈越灵敏。通过调整光纤光栅的反馈功率在0~1 mW范围内改变,观察到当反射功率为0.8 mW时,光反馈将激光线宽从自由运转的100.5 kHz压窄到最窄的11.5 kHz,0.2 kHz~2 MHz范围内的相位噪声降低约20 dB。 展开更多
关键词 半导体激光器 长外腔 反馈 相位噪声抑制 线宽压窄
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双光反馈短腔半导体激光器动力学特性分析
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作者 龚全 郭园园 +2 位作者 赵彤 孙粤辉 王云才 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第1期49-53,共5页
提出并数值验证了双光反馈短腔半导体激光器可以稳定产生宽带混沌信号。通过理论分析对比了单光反馈和双光反馈两种结构下,反馈系数对激光器动力学特性的影响,发现双光反馈结构的短腔半导体激光器在很大的参数范围内可以产生混沌信号。... 提出并数值验证了双光反馈短腔半导体激光器可以稳定产生宽带混沌信号。通过理论分析对比了单光反馈和双光反馈两种结构下,反馈系数对激光器动力学特性的影响,发现双光反馈结构的短腔半导体激光器在很大的参数范围内可以产生混沌信号。对激光器不同输出状态的信号特性进行分析,结果表明双光反馈结构的激光器经由倍周期路径演化为混沌状态。另外,研究了双腔的反馈系数对激光器输出信号带宽的影响,发现双光反馈结构的激光器产生混沌信号的带宽可达10 GHz以上,并且随着反馈系数增大而逐渐增加。 展开更多
关键词 半导体激光器 双光反馈 混沌 混合集成
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面发射分布反馈半导体激光器 被引量:15
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作者 田锟 邹永刚 +3 位作者 马晓辉 郝永芹 关宝璐 侯林宝 《中国光学》 EI CAS CSCD 2016年第1期51-64,共14页
本文详细阐述了面发射分布反馈半导体激光器(SE-DFB-LD)的基本工作原理、结构设计及其工作性能,针对国内外研究最新进展与发展现状进行了总结和评述,并在此基础上,对面发射半导体激光器的研究工作和发展趋势做出了进一步的讨论和展望。... 本文详细阐述了面发射分布反馈半导体激光器(SE-DFB-LD)的基本工作原理、结构设计及其工作性能,针对国内外研究最新进展与发展现状进行了总结和评述,并在此基础上,对面发射半导体激光器的研究工作和发展趋势做出了进一步的讨论和展望。随着面发射分布反馈半导体激光器各性能指标的不断优化提升和后期加工、装调技术的逐渐成熟,其将不断满足科学研究及工业、军事等实际应用领域对半导体激光器的需求,具有很大的发展潜力。 展开更多
关键词 二阶光栅 面发射 分布反馈 半导体激光器
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基于分布反馈半导体激光器的CO气体光声光谱检测特性 被引量:7
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作者 陈伟根 彭晓娟 +1 位作者 刘冰洁 孙才新 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第13期124-130,200,共7页
一氧化碳(CO)是变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映运行电力变压器中油纸绝缘的放电及老化;而光声光谱(photoacoustic spectroscopy,PAS)技术能够应用于变压器油中溶解气体的在线监测。基于光声光谱检测原理,利用分布反馈... 一氧化碳(CO)是变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映运行电力变压器中油纸绝缘的放电及老化;而光声光谱(photoacoustic spectroscopy,PAS)技术能够应用于变压器油中溶解气体的在线监测。基于光声光谱检测原理,利用分布反馈(distributed feedback,DFB)半导体激光器搭建了CO气体光声光谱检测平台,选择1.567m的CO分子谱线为研究对象,实验研究了DFB半导体激光器的辐射特性和CO气体的光声光谱响应特性,分析了光声信号与激光功率、气体浓度的关系。结果表明:在气体吸收未发生饱和效应的条件下,光声信号与激光功率、气体浓度均具有良好的线性关系。该研究结果为变压器油中气体光声光谱的在线监测奠定了基础。 展开更多
关键词 一氧化碳 分布反馈半导体激光器 共振光声光谱 检测特性 .
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分布反馈半导体激光器电路模型 被引量:2
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作者 陈维友 刘式墉 《电子科学学刊》 EI CSCD 1997年第5期658-664,共7页
以周期波导结构的耦合模方程及载流子密度速率方程为基础,在适当的假定条件下,本文得到一个比较简单的适于无内部相移的折射率耦合单模分布反馈半导体激光器电路模型.用本模型得到的模拟结果与已报道的结果符合很好.
关键词 分布反馈 半导体激光器 电路模型 CAD
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增益开关分布反馈半导体激光器输出特性的研究 被引量:1
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作者 朱利 杨祥林 于虹 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1996年第3期9-14,共6页
讨论了采用增益开关技术在分布反馈半导体激光器(DFB-LD)上产生超短光脉冲的特性.理论分析表明,光脉冲特性仅与峰值反转率r有关,峰值功率随r升高而升高,脉宽随r升高而降低.数值模拟发现存在最佳偏置点使峰值功率最高而... 讨论了采用增益开关技术在分布反馈半导体激光器(DFB-LD)上产生超短光脉冲的特性.理论分析表明,光脉冲特性仅与峰值反转率r有关,峰值功率随r升高而升高,脉宽随r升高而降低.数值模拟发现存在最佳偏置点使峰值功率最高而脉宽最窄,增加调制功率有助于压窄脉冲.调制频率接近于激光器谐振频率时可获得最大峰值功率,调制频率上升至一定值后出现周期加倍现象. 展开更多
关键词 分布反馈激光器 半导体激光器 增益开关
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面发射分布反馈半导体激光器及光栅耦合半导体激光器 被引量:4
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作者 戚晓东 叶淑娟 +2 位作者 张楠 秦莉 王立军 《中国光学与应用光学》 2010年第5期415-431,共17页
阐述了以曲线光栅面发射分布反馈半导体激光器(SEDFB)为代表的SE-DFB器件的原理和结构,讨论了它们的性能和特点并与其他类型的半导体激光器进行了比较。指出依靠曲线光栅特殊的衍射特性,可实现对模式的控制和二维漏模耦合阵列化出光,得... 阐述了以曲线光栅面发射分布反馈半导体激光器(SEDFB)为代表的SE-DFB器件的原理和结构,讨论了它们的性能和特点并与其他类型的半导体激光器进行了比较。指出依靠曲线光栅特殊的衍射特性,可实现对模式的控制和二维漏模耦合阵列化出光,得到窄线宽(典型值0.08nm)、小发散角(典型值0.5mrad)、高亮度(单管近衍射极限3W(CW))和大功率(单管最高73W,列阵为kW级)的激光。综述了SE-DFB的发展历程、现状及未来的发展趋势,强调由于曲线光栅耦合SE-DFB激光器兼具边发射和面发射器件的优势和诸多其他优秀性能,将其应用于不同材料体系,不同结构的半导体激光器及其阵列,制作不同波段的高功率、高光束质量的SEDFB器件会有很好的研究意义和应用前景。 展开更多
关键词 面发射分布反馈半导体激光器 高功率高亮度激光器 激光列阵 光栅耦合器件 金属光栅
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一种分布反馈注入放大半导体激光器的研制 被引量:3
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作者 陈立 熊宗元 +3 位作者 王玲 李润兵 王谨 詹明生 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期15-20,共6页
研制了一种小型大功率半导体激光器系统。将分布反馈半导体激光器输出的小功率光注入到锥形芯片放大器后实现功率放大,得到功率大于700 mW,波长连续可调谐范围大于1 nm的输出激光。该激光器系统不但结构紧凑、输出功率稳定,而且操作方... 研制了一种小型大功率半导体激光器系统。将分布反馈半导体激光器输出的小功率光注入到锥形芯片放大器后实现功率放大,得到功率大于700 mW,波长连续可调谐范围大于1 nm的输出激光。该激光器系统不但结构紧凑、输出功率稳定,而且操作方便。该系统可在激光冷却与囚禁、超冷量子气体、量子信息、原子频标及相关空间实验研究中得到应用。 展开更多
关键词 激光技术 半导体激光器 分布反馈 锥形放大器
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808nm半导体分布反馈激光器的光栅设计与制作 被引量:3
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作者 班雪峰 赵懿昊 +2 位作者 王翠鸾 刘素平 马骁宇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期41-46,共6页
半导体分布反馈(DFB)激光器的核心工艺之一是分布反馈光栅的制作,设计了808 nm DFB激光器的一级光栅结构。利用纳米压印技术与干法刻蚀附加湿法腐蚀制作了周期为120 nm的梯形布拉格光栅结构,使用MATLAB和Pics3D软件模拟了一次外延结构... 半导体分布反馈(DFB)激光器的核心工艺之一是分布反馈光栅的制作,设计了808 nm DFB激光器的一级光栅结构。利用纳米压印技术与干法刻蚀附加湿法腐蚀制作了周期为120 nm的梯形布拉格光栅结构,使用MATLAB和Pics3D软件模拟了一次外延结构的光场分布和能带图。通过优化湿法腐蚀所用腐蚀液各组分比例、腐蚀温度、腐蚀时间等条件,得到了理想的湿法腐蚀工艺参数。扫描电子显微镜表征显示,光栅周期为120 nm,光栅深度约为85 nm,占空比约为47%,光栅边缘线条平直,表面平滑,周期均匀。创新型的引入湿法腐蚀工艺和腐蚀牺牲层使光栅表面的洁净度得到保证,提高了二次外延质量的同时,也为进一步制作DFB激光器高性能芯片奠定了良好的基础。 展开更多
关键词 半导体激光器 分布反馈 一级光栅 纳米压印 干法刻蚀 湿法腐蚀
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基于SOA光纤环形激光器的分布式声传感系统
11
作者 杨苏凡 张春熹 王夏霄 《光通信技术》 北大核心 2024年第1期18-22,共5页
为了降低传统分布式声学传感器(DAS)系统复杂度并提高信噪比(SNR),提出了一种基于半导体光放大器的光纤环形激光器(SOA-FRL)的DAS系统。该系统用SOA-FRL取代了传统的DAS系统中的窄线宽激光器和脉冲调制器,实现了高稳定的光脉冲输出;采... 为了降低传统分布式声学传感器(DAS)系统复杂度并提高信噪比(SNR),提出了一种基于半导体光放大器的光纤环形激光器(SOA-FRL)的DAS系统。该系统用SOA-FRL取代了传统的DAS系统中的窄线宽激光器和脉冲调制器,实现了高稳定的光脉冲输出;采用双脉冲外差探测方法,实现了精确的声信号探测和声源定位。实验结果表明:在频率为1 kHz、幅值为1.14 rad的声信号作用下,所提系统的解调SNR高达38.25 dB,空间分辨率为12 m。 展开更多
关键词 分布式声传感 半导体光放大器 光纤环形激光器 外差探测 光纤传感
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外腔光反馈的半导体激光器基本模型的运行模式 被引量:4
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作者 杨玲珍 杨慧岩 +1 位作者 王云才 王纪龙 《光子学报》 EI CAS CSCD 2000年第12期1118-1120,共3页
根据 L ang- kobayashi带光反馈的半导体激光器模型 ,从理论上推导出其稳定条件 .数学模拟表明 ,对于动态单模半导体激光器 ,少量的外光反馈也会改变激光器的输出模式 ,随着反馈量的增加 ,激光器的振荡模式亦增加 ,并始终为 (2 n+1 )
关键词 半导体激光器 反馈 外腔
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用双滤波反馈半导体激光器产生低延时特征的混沌信号 被引量:8
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作者 卢东 钟祝强 +1 位作者 夏光琼 吴正茂 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期13-18,共6页
将两个法布里-珀罗干涉仪作为双外腔构成双滤波反馈半导体激光器,获取低延时特征混沌信号,理论研究了反馈时间、反馈强度、滤波器带宽以及滤波器中心频率与激光器中心频率之间的频率失谐对双滤波反馈半导体激光器混沌输出延时特征的影响... 将两个法布里-珀罗干涉仪作为双外腔构成双滤波反馈半导体激光器,获取低延时特征混沌信号,理论研究了反馈时间、反馈强度、滤波器带宽以及滤波器中心频率与激光器中心频率之间的频率失谐对双滤波反馈半导体激光器混沌输出延时特征的影响.研究结果表明:当两个腔的反馈延迟时间之差约等于激光器弛豫振荡周期的一半时,输出混沌信号的延时特征抑制效果相对较好.在此基础上,通过合理选择反馈强度、滤波器带宽、滤波器中心频率与激光器中心频率之间的频率失谐,双滤波反馈半导体激光器输出混沌信号的延时特征被进一步抑制.最后,绘制混沌延时特征在滤波器带宽和频率失谐构成的参量空间的分布图,确定获取低延时特征的混沌信号所需的反馈参量范围. 展开更多
关键词 半导体激光器 非线性光学 数值仿真 双滤波光反馈 混沌 延时特征
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分布式反馈激光器动态扫描光纤布拉格光栅波长解调系统 被引量:7
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作者 熊燕玲 任乃奎 +3 位作者 梁欢 李乔艺 吴明泽 杨月 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期29-32,共4页
通过对该系统采集到的法布里-珀罗(F-P)标准具透射谱和光纤布拉格光栅(FBG)传感器反射谱进行寻峰算法以及拟合算法的研究,采用C语言编程和LabVIEW编程相结合的方式,实现了FBG波长信号的解调。其中,由于系统采集到的F-P透射谱和FBG... 通过对该系统采集到的法布里-珀罗(F-P)标准具透射谱和光纤布拉格光栅(FBG)传感器反射谱进行寻峰算法以及拟合算法的研究,采用C语言编程和LabVIEW编程相结合的方式,实现了FBG波长信号的解调。其中,由于系统采集到的F-P透射谱和FBG反射谱线时域信号数据都由离散点构成,且在3dB带宽内均符合高斯曲线分布,采用高斯拟合对采集到的信号数据进行寻峰处理,提高系统精度;又由于分布式反馈(DFB)激光器的波长扫描存在着一定的非线性,采用二项式拟合对DFB激光器的波长扫描曲线进行拟合,以降低其非线性导致的误差。另外,设置一路标准FBG传感通道用于波长校准。实验研究表明该系统稳定性良好,波长测量范围为1 550.012~1 554.812nm,分辨力为1pm,精度为±10pm,验证了该系统可用于FBG波长信号检测的可行性。 展开更多
关键词 分布式反馈激光器 光纤布拉格光栅 传感器 法布里-珀罗标准具 波长解调
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光栅反馈频率可调谐扩展腔半导体激光器 被引量:2
15
作者 杨旭东 李淑静 +1 位作者 曹学敏 王海 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期645-647,666,共4页
为了实现半导体激光器在795nm处的单模输出,采用输出端面镀有增透膜的半导体激光二极管作光源,用光栅反馈的方法构成扩展腔,研制了波长为795nm、频率可调谐半导体激光器,并对该激光器进行了实验测试,可知其频率连续调谐范围约7.6GHz,激... 为了实现半导体激光器在795nm处的单模输出,采用输出端面镀有增透膜的半导体激光二极管作光源,用光栅反馈的方法构成扩展腔,研制了波长为795nm、频率可调谐半导体激光器,并对该激光器进行了实验测试,可知其频率连续调谐范围约7.6GHz,激光线宽约为2.5MHz,运行在110mA时输出功率达43mW。结果表明,该半导体激光器可用于激光与铷原子相互作用中的量子相干效应的研究。 展开更多
关键词 激光技术 扩展腔半导体激光器 增透膜 光栅反馈 拍频
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半导体激光器的外光学反馈效应的理论分析 被引量:3
16
作者 郝辉 王鸣 聂守平 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期9-10,共2页
本文研究了半导体激光器的外光学反馈效应 ,应用Lang -Kobayashi方程 。
关键词 半导体激光器 外光学反馈效应 速率方程 Lang-Kobayashi方程
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半导体激光器在高压反馈电路中的应用 被引量:1
17
作者 孙梅生 程遥 方星豪 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期569-571,共3页
阐述了一种高精度的高压反馈控制电路。它由发送电路将反馈电压实时值转换成串行数字信号 ,再用它调制半导体激光器发出的光 ,其光穿过耐高压绝缘层送给接收电路。后者通过光敏二极管和 74AHC反相器整形电路获得串行数字信号 ,然后送给... 阐述了一种高精度的高压反馈控制电路。它由发送电路将反馈电压实时值转换成串行数字信号 ,再用它调制半导体激光器发出的光 ,其光穿过耐高压绝缘层送给接收电路。后者通过光敏二极管和 74AHC反相器整形电路获得串行数字信号 ,然后送给控制器中的单片机 ,在其软件支持下 ,实现全闭环控制。所述方法新颖实用 。 展开更多
关键词 半导体激光器 高压反馈电路 串行数字信号 单片机
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强度反馈对半导体激光器量子噪声的改善 被引量:3
18
作者 李林林 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 1989年第5期47-49,共3页
本文研究了强度负反馈对半导体激光器(LD)量子AM噪声的抑制。
关键词 半导体激光器 强度反馈 量子噪声
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基于半导体环形激光器的光反馈动力学研究 被引量:2
19
作者 张定梅 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期789-794,共6页
为了研究半导体环形激光器在外部交叉光反馈情况下的非线性动力学特性,基于环形激光器的速率方程,采用数值仿真的方法,得到了各种反馈参量下的时间序列及功率谱,并研究了反馈系数对混沌带宽及时间延迟特性的影响.结果表明,在各种不同外... 为了研究半导体环形激光器在外部交叉光反馈情况下的非线性动力学特性,基于环形激光器的速率方程,采用数值仿真的方法,得到了各种反馈参量下的时间序列及功率谱,并研究了反馈系数对混沌带宽及时间延迟特性的影响.结果表明,在各种不同外部反馈参量的情况下,环形激光器展现了单周期、多周期、低频反相波动以及混沌态等丰富的动力学态;在对称光反馈时,可得到最大为3.7GHz的混沌带宽;在时间不对称光反馈时,产生的混沌信号的时延特征被很好地抑制.该研究结果可为环形激光器的实际应用提供一定的理论参考. 展开更多
关键词 非线性光学 动力学 半导体环形激光器 反馈 带宽
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光电反馈对半导体激光器相位噪声的改善 被引量:1
20
作者 李林林 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 1989年第2期28-30,共3页
本文给出了光电反馈半导体激光器(LD)的相位噪声,指出:光电反馈可显著改善半导体激光器的相位噪声性能。
关键词 激光器 半导体 光电反馈 相位噪声
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