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垂直腔表面发射激光器(VCSELs)作为一种新型的半导体激光器，具有发散角小，阈值电流低，单纵模工作，易于实现二维阵列，动态调制频率高等优点，在光通信，光互联，光存储以及光开关等方面有着广泛的应用前景。由于VCSELs中增益介质或激光腔存在弱的各向异性，因此一般而言VCSELs的输出包含两个相互正交的线偏振模式，进而导致VCSELs不稳定的线性偏振模式。对于具有某一确定偏振模式的VCSELs，通过改变其某些参量实现偏振模式的跳变，从而使原来被抑制的模式变为主导模式而原主导模式将受到抑制，即偏振开关(PS)现象。偏振开关的位置可能会随着外部参量的变换路径的不同而发生改变，这一现象称为偏振双稳(PB)。通过调整VCSELs中外部扰动的特征参量可以改变VCSELs的偏振开关以及偏振双稳特性。
本文基于垂直腔面发射激光器(VCSELs)的自旋反转模型(SFM)，研究了多种外部扰动作用下VCSELs的偏振开关以及双稳特性，着重讨论了弱光反馈下正交光注入VCSELs的偏振开关以及双稳特性。研究结果表明:当副激光器(S-VCSEL)受到主激光器(M-VCSEL)正交时变光注入时，弱光反馈的引入不改变正交时变光注入VCSEL的双稳宽度随光注入扫描速率增大而增大的性质，然而由于弱光反馈的引入使得正向扫描偏振开关(PS)附近输出为混沌态，从而导致正向扫描双稳区边缘出现了起伏。如果确定光注入扫描时间不变，随着反馈强度的增大，VCSEL的双稳宽度将变窄;当M-VCSEL与S-VCSEL之间存在频率失谐△v（=vm-vs，vm、vs分别为主、副激光器自由运行时的频率）时，随着△v从负值逐渐增加到正值，双稳宽度总体呈现先减小后增大的趋势，无反馈时在频率失谐处于-2 GHz～-12 GHz区域双稳环宽度呈现较大的波动，而反馈的引入可使这一区域的波动得到抑制。因此，通过控制时变光注入系数的扫描速率、光反馈的反馈系数以及主、副VCSEL之间的频率差异，可对S-VCSEL输出偏振双稳区的大小以及偏振开关出现的位置进行调控。