1、目的及意义

1.1 研究目的及意义

随着信息社会化的到来，高速率信息流的载入，传输，交换，处理以及存储成为通信技术的关键。以光电子和微电子为基础所支持的通信和网络技术已经成为高技术的核心。而半导体光电子器件，特别是半导体激光器是心脏。

未来的高速信息处理中，逻辑门之间的信息传递，尤其是芯片和插板之间的信息传递如果仍然通过内部或者外部引线，以电子作为载体传输，就会受到回路RC参数延迟效应的限制。而用光子作为载体来传输逻辑运算信息是突破此“瓶颈”应用的有效途径，这就要用空间光互联或者波导光互连来代替导线连接。半导体激光器的问世使得信息光电子技术产生了里程碑式的飞跃，它已经取得了举世瞩目的成就，各项性能参数有很大的提高。半导体激光器已经成为激光产业的主要组成部分，目前已成为各国发展信息，通信，家电产业以及军事装备不可缺少的重要组件。可以预期，以半导体为核心的半导体光电子技术必将在未来21世纪的信息社会中取得更大发展，发挥更大作用。

非线性光学是随着激光技术的出现而发展形成的一门新兴的学科分支，是近代科学前沿最为活跃的学科领域之一。 随着光纤通信技术的发展，半导体激光器已经成为远程通信和光纤数据传输不可缺少的器件。但是由于半导体材料的一些固有特性，使得以半导体材料为工作物质的半导体激光器产生自相位调制和驰豫振荡。这使得半导体激光器对外部的微扰十分敏感，容易产生非线性动力学动态输出。近年来，半导体激光器的非线性输出特性的实用性引起人们的关注，并且在一系列的应用领域得到广泛的研究。另外，半导体激光器作为研究激光器的一些基本特性的非线性动力学系统也逐渐引起了人们的重视。

理论和实验都已经证明，各种各样的外部微扰都可以导致半导体激光器输出不稳定，产生振荡以及混沌等非线性动力学动态输出，而外部光注入相对光反馈和电流调制以及光电反馈来说，是用一个独立的光源作为微扰，可以直接通过微扰机制最大程度的导致激光器输出不稳定，且微扰量易于控制。因此，外部光注入作为研究半导体激光器非线性特性的有效方法已经成为近年来的一个研究热点。

1.2 国内外研究现状

近年来，半导体激光器的非线性动态特性及其应用研究引起了人们的高度关注。而在光注入半导体激光器的各种非线性动态特性中以单周期振荡，倍周期振荡和混沌激光三种现象的应用研究最为广泛。国内外研究者利用光反馈，光注入，光电反馈三种主要的方法分别扰动半导体激光器产生了诸如低频起伏，单周期振荡，倍周期振荡，混沌等非线性现象，并分析了各类参数对产生非线性现象的影响。

目前光注入半导体激光器的非线性动态特性研究主要集中于三种情况：（1）单路光注入，（2）双路光注入，（3）光注入加光电反馈混合扰动。

（1） 单路光注入半导体激光器的非线性动态研究