Lei Han 1,2,3Yuanbin Gao 1,2,3Sheng Hang 1,2,3Chunshuang Chu 1,2,3,*[ ... ]Zi-Hui Zhang 1,2,3,**
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Reliability and Intelligence of Electrical Equipment, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China
2 Key Laboratory of Electronic Materials and Devices of Tianjin, School of Electronics and Information Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China
3 Hebei Key Laboratory of Advanced Laser Technology and Equipment, Tianjin 300401, China
4 Key Engineering Center of Flat-Panel-Display Glass and Equipment, Shijiazhuang 050035, China
The hole injection capability is essentially important for GaN-based vertical cavity surface emitting lasers (VCSELs) to enhance the laser power. In this work, we propose GaN-based VCSELs with the p-AlGaN/p-GaN structure as the p-type hole supplier to facilitate the hole injection. The p-AlGaN/p-GaN heterojunction is able to store the electric field and thus can moderately adjust the drift velocity and the kinetic energy for holes, which can improve the thermionic emission process for holes to travel across the p-type electron blocking layer (p-EBL). Besides, the valence band barrier height in the p-EBL can be reduced as a result of usage of the p-AlGaN layer. Therefore, the better stimulated radiative recombination rate and the increased laser power are obtained, thus enhancing the 3 dB frequency bandwidth. Moreover, we also investigate the impact of the p-AlGaN/p-GaN structure with various AlN compositions in the p-AlGaN layer on the hole injection capability, the laser power, and the 3 dB frequency bandwidth.
GaN-based VCSEL hole injection laser power modulation response Chinese Optics Letters
2022, 20(3): 031402
基于三能级速率方程，研究了独立运行、主从注入和相互注入太赫兹量子级联激光器(THz-QCLs)的相对强度噪声和调制特性。在自由运行情况下， THz-QCL的自发辐射噪声在低频时表现出白噪声特性。与传统的半导体激光器不同，在低频区没有对应于弛豫振荡的共振峰。主从注入可以有效降低 THz-QCLs噪声20 dB，提高 THz-QCLs低噪声工作的效率。对于互注入 THz-QCLs，即使在锁相区，噪声也明显高于自由运行情况。通过应用注入锁定方案，与直接调制方案相比，可以大大增加调制带宽。
太赫兹 量子级联激光器 光注入 相对强度噪声 调制响应 Terahertz Quantum Cascade Lasers optical injection relative intensity noise modulation response 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(3): 359
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
微腔效应可以提高自发辐射速率, 从而起到有效的改善响应调制速率的作用.然而, 对于1.3 μm GaAs/InAs量子点光子晶体激光器而言, 调制速率还会受到复杂的载流子动力学以及更近的空穴能级间隔的影响.因此基于全路径载流子弛豫动力学方程, 计算并讨论了腔品质因子(Q)对于阈值和响应调制特性的影响.计算结果表明, 高的Q值能够明显改善量子点光子晶体激光器的阈值, 但是同时快速增长的光子寿命会导致调制带宽的恶化.所以, 存在一个优化的Q值(2500)可以获得超过100 GHz的调制带宽, 而当Q值为7 000时, 对应的能量传输损耗最低.因此, 在量子点光子晶体纳腔激光器的设计中, 更全面的考虑各方面的因素对器件的性能的影响, 对于获得高速调制低功耗的量子点激光器器件是十分有意义的.
调制响应 光子晶体激光器 量子点 速率方程 阈值 modulation response photonics crystal laser quantum dot rate equation threshold
广西大学物理科学与工程技术学院, 广西 南宁 530004
速率方程是研究半导体激光器瞬态过程的理论工具。为了能对实际中各种调制响应进行分析,采用小信号近似法求解了 在任意调制信号下半导体激光器的速率方程。得到了任意调制信号下半导体激光器的速率方程的实值解析解,并根据得出的 实值解析解分析了半导体激光器的一些调制响应特性,给出了一个调制信号为矩形脉冲电流的具体实例。最后研究并得出了 小信号近似法准确的严格条件。根据一些半导体激光器的实际参数,给出了该条件在某些情况下的近似表达。
激光技术 瞬态特性 小信号近似法 调制响应 速率方程 laser techniques transient performance small-signal approximation modulation response rate equations
中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室,北京 100083
在高速通信中应准确分析激光器高频调制响应需要计及寄生网络的影响。推导了激光器测试系统散射参数与本征响应传输函数之间的关系,提出用激光器散射参数扣除求取激光器本征响应和模拟激光器整体小信号调制响应的新方法。结合激光器的等效电路和速率方程分析,避免了单独测量寄生网络和估计有源区电路参数。对法布里珀罗型激光器样品测试发现,仿真与实验的结果吻合。这一模拟方法简便快捷,准确性好。
光通信 调制响应 激光器 寄生参数 散射参数测量 扣除法
华南师范大学光电子材料与技术研究所, 广州 510631
量子级联激光器(QCL)是波长范围在中远红外的一类新型激光器,到目前为此,对于它的脉冲响应及调制响应等动态特性了解并不是很深入,为此以贝尔实验室在1994年发明的量子级联激光器器件模型为基础,通过分析量子级联激光器中的电子在多量子阱间输运及跃迁的单极行为,得到它的速率方程。以此为基础,通过用电路元素对方程进行改造,建立起其相应的等效电路模型,利用PSPICE电路模拟软件进行模拟仿真,得到了它的调制响应特性,对可能影响其调制特性的一些因素如各阱之间的弛豫时间进行了讨论,并与其它类型激光器作了比较,发现量子级联激光器的动态性能并不优良,而这一点应缘于其独特的激射能级结构。
半导体激光器 调制响应 电路模拟 量子级联激光器
北京邮电大学光电检测研究中心, 北京 100876
作为自动交换光网络中的核心器件,全光波长转换器的研究是目前的热点。提出了基于半导体激光器实现波长转换的理论模型,采用小信号分析方法,利用速率方程求解了波长转换的频率调制响应特性。并初步研究了不同半导体激光器工作电流、码速、输入信号光功率、增益吸收系数条件对波长转换性能的影响。这对于优化基于半导体激光器的全光波长转换器有一定的参考价值。
光纤通信 全光波长转换器 半导体激光器 速率方程 增益饱和 调制响应
1 南京师范大学物理科学与技术学院,南京,210042
2 南京大学光通信工程研究中心,南京,210093
利用单模激光器速率方程,对光纤通信系统中光源的静态和动态特性进行了数值模拟.研究了P-I特性和小信号模型下光源的调制响应,分析了信号传输速率、半导体激光器偏置电流和线宽增强因子对输出脉冲的啁啾特性的影响,从而有助于半导体激光器的设计和光纤通信系统的性能优化.
速率方程 调制响应 啁啾 数值模拟 rate equations modulation response chirp numerical simulation
本文以简化的多能级理论模型为出发点,讨论了具有均匀加宽介质的单模CO2激光器的稳态特性,线性稳定性和小信号腔长调制响应,泵浦调制响应,增益或损耗调制响应,并将其结果与由简单的二能级理论所得的结果进行比较,着重分析了非激光振转能级对上述三种调制响应的影响.
非激光振转能级 调制响应
