自发辐射因子对大信号调制下VCSEL分岔和混沌行为的影响

简介：
本研究探讨了在强光信号调制条件下，自发辐射因子如何影响垂直腔面发射激光器（VCSEL）出现的分岔及混沌现象。通过理论分析与仿真计算，揭示了这些因素对器件动态特性的重要作用及其潜在应用价值。 在SIMULINK平台上开发了垂直腔面发射激光器（VCSEL）的动态仿真模型，并进行了高频大信号调制情况下的动态仿真分析，避免使用大信号近似处理方法以提高计算精度。选择自发辐射因子作为控制参数，定量研究其对VCSEL稳定性和分岔点的影响。研究表明，在所选参量条件下，当自发辐射因子数值在5×10^-3至5×10^-5之间时，随着调制深度的增加，VCSEL峰值光子密度会发生分岔现象，并经历双稳态、多周期变化直至返回单周期状态；而当该值小于10^-5时，则会进入混沌演变过程。此外，观察到系统中的分岔点位置受自发辐射因子大小的影响显著，通过调整这一参数可以有效抑制系统的非线性行为。仿真结果与相关文献报道的实验数据一致。