直調(diào)分布反饋激光器的調(diào)制特性研究與優(yōu)化.pdf

1、直調(diào)激光器(DML)是一種低成本的光發(fā)射器件，廣泛應(yīng)用于光纖接入網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中。近些年由于接入網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展以及用產(chǎn)量多的特點使得中短距離的通信對光發(fā)射器件的需求巨大。
　　在中短距離通信中常用的光發(fā)射器件除了DML還有電吸收調(diào)制激光器（EML）。然而在中短距離傳輸上還要求器件成本低、功耗及尺寸小，DML由于結(jié)構(gòu)簡單更具優(yōu)勢，但DML受帶寬和啁啾的限制一般只應(yīng)用于10Gb/s以下及短距離的接入網(wǎng)，然而近10年有了較大

2、的發(fā)展，在更高速率和20km以下短距離傳輸方面有著與EML相比擬的性能。
　　本課題基于物理分析模型，通過數(shù)值仿真研究影響 DML調(diào)制帶寬和啁啾特性的因素，并優(yōu)化 DML的調(diào)制特性，即一方面提高調(diào)制帶寬，另一方面減小啁啾，同時在系統(tǒng)傳輸下將優(yōu)化后的DML與EML做對比，為實際系統(tǒng)搭建時光發(fā)射器件的選取提供方案參考。
　　本論文的主要創(chuàng)新與成果包括以下幾個部分：
　?。?）建立了一整套從材料特性到器件特性研究的仿真分析工

3、具，包括描述光場的一維行波模型、材料增益計算的自由載流子模型以及材料激子吸收計算的庫侖模型，并與文獻結(jié)果對比驗證工具的可靠性。
　　（2）從材料、結(jié)構(gòu)上全面優(yōu)化了DML的帶寬和啁啾，包括微分增益、線寬展寬因子、非線性增益飽和因子、耦合強度等；利用開關(guān)電流整形消除弛豫振蕩減小啁啾；利用提出的局域雙模模型優(yōu)化推挽調(diào)制的分布反饋激光器獲得了60GHz的調(diào)制帶寬等；
　　（3）優(yōu)化后的1.5μm波段DML在10Gb/s、25Gb/s