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半导体激光器（Semiconductor lasers,SLs）因其体积小、成本低和可靠性高等优势,在通信、科技、研究和生活等领域都占有极其重要的地位。SLs在受到外部光注入时会呈现单周期、倍周期、准周期和混沌振荡以及偏振转换和注入锁定等一系列非线性动力学现象,这些动力学特性在光生微波、光保密通信、混沌雷达、光信息处理等方面有着巨大的应用前景。垂直腔面发射激光器（Vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL）是一类发展较快的SL,具有阈值电流低、光纤耦合效率高、制作成本低廉以及易于集成高密度二维阵列等特点,且外部扰动下VCSEL发生的双稳现象在光学逻辑开关、光存储、光互连等领域具有重要的应用价值。研究表明,在系统可控参量沿不同路径变化时,平行光注入下的VCSEL会发生偏振态双稳（State bistability,SB）现象:即一种路径下VCSEL只呈现注入锁定（Injection locking,IL）或其他动力学行为的单独偏振模式状态,另一种路径下VCSEL发生偏振转换（Polarization switching,PS）呈现混合偏振模式状态。目前,已有学者分别在实验和理论方面报道了一些相应的研究成果,但可控参量对双稳环宽度的影响还没有被详细研究。本文利用理论和实验相结合的方式探索了平行光注入VCSEL的单模和混合模之间的SB现象。基于自旋反转模型对SB特性进行仿真分析,且注入光方向总是沿着自由运行VCSEL的激射偏振方向。一方面,在注入光频率小于激射偏振频率的情况下,沿不同路径变化注入强度(Pinj)会导致VCSEL发生SB现象,即I类SB;进一步地,分析了频率失谐?ν（定义为注入光与自由运行VCSEL激射模式的频率差异）对双稳环的影响。对于不同的?ν,随着|?ν|>5 GHz的增大,较小Pinj处双稳环（H2）的宽度没有较大的波动,而较大Pinj处双稳环（H1）的宽度呈现明显增大的趋势;此外,分析了逐渐增加Pinj的过程中自由运行VCSEL被抑制模式发生开关所需的最小Pinj,即开关点,随?ν的变化。另一方面,理论仿真了II类SB,即给定注入强度Pinj,沿不同路径变化?ν也会导致VCSEL呈现SB特性,并且两个双稳环也都发生在?ν<0的条件下。随着Pinj的增大,较大|?ν|处双稳环（H4）的宽度呈现稳定的递增趋势,而较小|?ν|处双稳环（H3）的宽度突然地增大到一定的值然后开始小幅度的递减。在此基础上实验观测了平行光注入下VCSEL的I类SB现象。实验结果表明:除去注入光的激光器端面反射部分对自由运行VCSEL激射模式输出强度的影响,所观测到的I类SB的实验结果与理论仿真分析结果完全一致。