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半导体激光器(LD)直接调制的原理

发布时间:2016/1/21 19:03:32 访问次数:9446

   半导体激光器是电子与光子相互作用并进行能量直接转换的器件。图3.5示出了砷镓铝双异质结注入式半导体激光器的输出光功率与驱动电流的关系曲线。H7N0602LD半导体激光器有一个阈值电流五,当驱动电流密度小于五时,激光器基本上不发光或只发很弱的、谱线宽度很宽、方向性较差的荧光;当驱动电流密度大于五时,则开始发射激光,此时谱线宽度、辐射方向显著变窄,强度大幅度增加,而且随电流的增加呈线性增长,如图3.6所示。由图3.5可以看出,发射激光的强弱直接与驱动电流的大小有关。若把调制信号加到激光器电源上,就可以直接改变(调制)激光器输出光信号的强度。由于这种调制方简单,能工作在高频,并能保证良好的线性工作区和带宽,因此在光纤通信、光盘和光复印等方面得到了广泛的虚用。

   图3.5半导体激光器的输出特性    图3.6半导体激光器的光谱特性

     

   图3.7所示为半导体激光器调制原理以及输出光功率与调制信号的关系曲线。为了获得线性调制,使工作点处于输出特性曲线的直线部分,必须在加调制信号电流的同时加一适当的偏置电流厶,使输出的光信号不失真。但是必须注意,要把制信号源与直流偏置隔离,避免直流偏置源对调制信号源产生影响。当频率较低时,可用电容和电感线圈串接来实现,当频率很高(大于50 MHz)时,则必须采用高通滤波电路。另外,偏置电源直接影响LD的调制性能,通常应选择厶在阈值电流附近而且略低于五,此时LD可获得较高的调制速率。因为在这种情况下,LD连续发射光信号不需要准备时间(即延迟时间很小),其调制速率不受激光器中载流子平均寿命的限制,同时也会抑制张弛振荡。但厶选得太大,又会使激光器得消光比变坏,所以在选择偏置电流时,要综合考虑其影响。

   半导体激光器是电子与光子相互作用并进行能量直接转换的器件。图3.5示出了砷镓铝双异质结注入式半导体激光器的输出光功率与驱动电流的关系曲线。H7N0602LD半导体激光器有一个阈值电流五,当驱动电流密度小于五时,激光器基本上不发光或只发很弱的、谱线宽度很宽、方向性较差的荧光;当驱动电流密度大于五时,则开始发射激光,此时谱线宽度、辐射方向显著变窄,强度大幅度增加,而且随电流的增加呈线性增长,如图3.6所示。由图3.5可以看出,发射激光的强弱直接与驱动电流的大小有关。若把调制信号加到激光器电源上,就可以直接改变(调制)激光器输出光信号的强度。由于这种调制方简单,能工作在高频,并能保证良好的线性工作区和带宽,因此在光纤通信、光盘和光复印等方面得到了广泛的虚用。

   图3.5半导体激光器的输出特性    图3.6半导体激光器的光谱特性

     

   图3.7所示为半导体激光器调制原理以及输出光功率与调制信号的关系曲线。为了获得线性调制,使工作点处于输出特性曲线的直线部分,必须在加调制信号电流的同时加一适当的偏置电流厶,使输出的光信号不失真。但是必须注意,要把制信号源与直流偏置隔离,避免直流偏置源对调制信号源产生影响。当频率较低时,可用电容和电感线圈串接来实现,当频率很高(大于50 MHz)时,则必须采用高通滤波电路。另外,偏置电源直接影响LD的调制性能,通常应选择厶在阈值电流附近而且略低于五,此时LD可获得较高的调制速率。因为在这种情况下,LD连续发射光信号不需要准备时间(即延迟时间很小),其调制速率不受激光器中载流子平均寿命的限制,同时也会抑制张弛振荡。但厶选得太大,又会使激光器得消光比变坏,所以在选择偏置电流时,要综合考虑其影响。

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