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在论文主要包括两部分,对自脉动激光器特性及对混沌通信系统的研究.主要研究内容如下:对非对称电流注入多区DFB自脉动激光器进行了较为全面的研究,给出了一个改进的耦合行波方程模型.考虑了激光器增益区和反射区的注入电流非对称所产生的热非对称性对两个区的反射谱的影响,以及对自脉动的影响.并用这个耦合行波模型对自脉动激光器的特性进行了全面的研究.研究了空间烧孔对自脉动激光器的影响,空间烧孔对腔内光功率的分布影响并不大,光功率(光子数)主要被限制在增益区内,反射区中的光子数非常少.反射区中的光功率随时间的变化也要比增益区中光功率的变化小.但是,空间烧孔对腔内载流子浓度分布的影响要大的多.空间烧孔效应使自脉动的电流范围大大的减小了.研究了非均匀电流注入对自脉动激光器的影响.发现由于激光器的串连阻抗,空间烧孔效应对载流子浓度分布的影响被部分的抑制了,在非均匀注入条件下,载流子浓度的分布要比均匀注入条件下载流子浓度分布均匀的多,自脉动的电流区域有所增大.从DFB激光器的耦合行波方程出发,推导得出了自脉动激光器的单模速率方程,利用小信号分析的方法获得了自脉动的条件和激光器自脉动的频率的表达式.在速率方程模型中引入了有效光子寿命的概念.利用有效光子寿命给出了一种新的关于非对称电流注入多区DFB激光器的自脉动现象的简单明了的解释.分析了自脉动激光器外部注入信号的同步特性,研究了自脉动激光器在外部注入条件下频率变化的瞬态特性.研究了注入平均功率对锁定特性的影响,发现,注入功率的大小决定了锁定范围的大小,注入功率越大,则注入锁定的范围也越大.注入功率越大,在频率失谐量一定的条件下,锁定时间越少.研究了注入信号与激光器本征频率的频率失谐对同步的影响,发现在一定功率条件下,当输入信号的频率处于激光器本征频率附近时,所需的同步时间最小.对混沌通信系统做了初步的研究.对常用的外腔反射半导体混沌光源做了初步的研究.利用半导体激光器的电磁场方程,推导得出了一个关于外腔半导体激光器的改进速率方程.利用这个速率方程对半导体激光器在外部反馈影响下的工作状态进行了研究.