半導(dǎo)體激光器的大信號調(diào)制特性研究.pdf

1、半導(dǎo)體激光器以其頻率高，可以高速直接調(diào)制而成為光通信系統(tǒng)的最重要的器件。在高于直流偏置閾值的條件下，加載調(diào)制信號，激光的輸出光可以直接得到調(diào)制。本文的主要研究工作是研究半導(dǎo)體激光器的大信號調(diào)制特性。
　　半導(dǎo)體激光器的調(diào)制特性研究發(fā)展在二十世紀八十年代最為迅速，對小信號調(diào)制特性的研究主要目的是提高光通信的速率和傳輸性能。種子源技術(shù)在 MOPA（Master Oscillator Power Amplifier）系統(tǒng)中的應(yīng)用是對大功

2、率激光器的大信號高速調(diào)制特性研究的需求。大信號調(diào)制下非線性效應(yīng)更加明顯，導(dǎo)致調(diào)制速率(帶寬)下降，頻率啁啾使得光譜展寬，光信號質(zhì)量下降。
　　對大信號下速率方程求解用的方法有數(shù)值求解法和矩陣傳輸法。本文首先用密度矩陣分析方法對速率方程進行了推導(dǎo)，推導(dǎo)出一般的速率方程，再用速率方程對啁啾公式進行了推導(dǎo)。用數(shù)值求解法求解速率方程，對比了小功率的一般DH激光器和量子阱激光器的大信號瞬態(tài)特性。結(jié)果顯示量子阱激光器具有更低的閾值載流子密度，

3、更高的光輸出功率，光電延遲時間更短，馳豫振蕩頻率更高。
　　接著建立了包括載流子的傳輸效應(yīng)的SQW-LD和MQW-LD的速率方程模型，運用矩陣傳輸方法求解此速率方程，分析了小功率激光器的大信號調(diào)制響應(yīng)、帶寬特性與啁啾效應(yīng)。對SQW-LD和TQW-LD的傳輸帶寬進行了對比；同時在不同寬度SCH層的條件下，對SQW-LD的傳輸帶寬在進行了對比。SCH層越寬，載流子的傳輸效應(yīng)越明顯，結(jié)果是使得傳輸帶寬減小，啁啾效應(yīng)越明顯。
　　最