半導(dǎo)體激光器等效電路模型仿真與參數(shù)提取.pdf

1、作為光纖通信系統(tǒng)的光源，半導(dǎo)體激光器具有高速、直接調(diào)制等特點(diǎn)而成為光纖通信關(guān)鍵器件之一。光纖通信傳輸特性的優(yōu)劣取決于激光器工作特性，因此采用各種方法對(duì)激光器性能的研究變得越來越重要。本文就是采用等效電路模型方法對(duì)影響激光器的因素進(jìn)行研究，為優(yōu)化設(shè)計(jì)和改善激光器性能提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。
　　本文首先對(duì)激光器等效電路模型的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀作了簡要介紹，從能級(jí)結(jié)構(gòu)和能級(jí)躍遷理論闡述激光器發(fā)光原理，論述了激光器基本組成部分及其作用。在此基礎(chǔ)

2、上從激光器速率方程出發(fā)，推導(dǎo)出等效電路模型。電路模型是由電學(xué)回路、光學(xué)回路、相位回路再加上封裝寄生參量構(gòu)成。接著討論各個(gè)等效電路在仿真軟件中的建模實(shí)現(xiàn)過程，最終生成仿真模塊。
　　其次在既定條件下模擬激光器基本工作特性，包括輸出功率-注入電流（P-I）特性，電壓-注入電流（V-I）特性，小信號(hào)頻率響應(yīng)特性，脈沖響應(yīng)特性，頻率啁啾特性，并從物理機(jī)制上討論各個(gè)工作特性產(chǎn)生的原因和機(jī)理。分析增益壓縮因子對(duì)激光器輸出光脈沖弛豫振蕩特性影響

3、。
　　最后分析直流偏置、工作溫度、信號(hào)調(diào)制強(qiáng)度等外部因素對(duì)激光器輸出功率、頻率響應(yīng)、頻率啁啾等工作特性影響，得出只有適當(dāng)選擇直流偏置、工作溫度、信號(hào)調(diào)制強(qiáng)度才能使激光器達(dá)到最佳工作狀態(tài)。還討論了因激光器芯片封裝產(chǎn)生的寄生參量對(duì)激光器頻率響應(yīng)的影響，對(duì)激光器的封裝設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐。從測量的P-I特性數(shù)據(jù)和小信號(hào)頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)采用扣除法研究激光器速率方程中組合參數(shù)提取方法，并給出了由組合參數(shù)得到各個(gè)獨(dú)立參數(shù)的計(jì)算公式，以及詳細(xì)的計(jì)算步