垂直腔面发射激光器的横模竞争特性研究

基于多模的速率方程组，建立了一个垂直腔面发射激光器的二维模型，利用数值模拟分析了电极的形状、位置以及注入电流强度对激光器横模竞争特性的影响，同时考虑了光波模式角向注入电流分布的不均匀性，分析了角向不均匀注入电流对激光器输出模式的影响. 结果表明，注入电流的强度、轮廓对垂直腔面发射激光器的模式行为起着重要的作用.     

光抽运垂直外腔面发射半导体激光器的设计与数值模拟

采用多周期应变补偿InGaAs/GaAsP双量子阱结构的半导体器件作为增益介质,设计了光抽运面发射半导体激光器件结构和实验光路.在谐振腔中引入分束棱镜保证了VECSEL表面的抽运光斑为圆形光斑.计算模拟了输出功率与抽运光斑和输出镜反射率间关系曲线,优化设计了抽运功率为2W时输出镜反射率并给出了相应的输出功率与抽运功率间关系模拟曲线.     

垂直腔面发射激光器的新结构设计

设计了一种新结构垂直腔面发射激光器(VCSEL),即采用环形分布孔结构取代以往的环形沟槽结构。由于环形分布孔间形成多个桥,为电注入提供了天然的桥状通道,很好的解决了电极过沟断线问题。并且器件表现了很好的输出特性,这种新结构器件的输出功率约为以往结构器件的1.34倍。     

环形分布孔氧化物限制技术-VCSELs的新工艺

采用一种新工艺制备垂直腔面发射激光器阵列(VCSELs)的方法。用环形分布孔取代以往的环形沟道作为氧化物限制技术的注入窗口,孔的分布是由出光孔、侧向氧化深度和湿法腐蚀深度等因素决定的。经分析设计后孔的分布以十个孔最佳,分布孔之间是天然的电流注入通道解决了电极过沟断线问题。由瞬态热传导方程对阵列单元器件的热相互作用进行了理论分析。阵列中单元器件的出光孔径为400 m,在室温下连续输出光功率为0.6w,峰值波长为808nm。     

基于速率热方程的垂直腔面发射激光器L-I模型优化

激光器作为光纤通信系统的核心器件之一,研究其性能特征对超高速光纤通讯发展具有显著的现实意义,其中垂直腔面发射激光器(VCSEL)因具有使用简单、功耗较低等特点而被广泛应用.经典的L-I模型建立了VCSEL输出的光功率强度和器件温度之间的关系,利用遗传算法得到了模型参数的优化值,随后通过对偏置电流进行指数展开改进了经典的L-I模型.结果表明:偏置电流对L-I模型影响较大;随着电流的增加,光功率的增长速度逐渐降低;改进后的指数展开模型比传统L-I模型更好地拟合了实验数据.     

1.3μm GaAsSb/GaAs单量子阱垂直腔面发射激光器的仿真研究

设计了用于提高1.3μm GaAsSb/GaAs单量子阱激光器光反馈的分布布拉格反射镜。基于PICS3D软件建立了单量子阱垂直腔面发射激光器仿真模型,并对有源区量子阱的材料组分和阱宽进行了优化分析。结果表明,量子阱组分为GaAs0.64Sb0.36/GaAs、阱宽为7nm时,器件的阈值电流为0.8m A,斜率效率为0.017W/A。当输入电流为8m A时,输出功率达到0.12m W。     

高速光通信激光器带宽模型改进与并行计算优化

为适应高速传输的网络需求,需要优化光线通信激光器特性。利用垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser, VCSEL)实测输出的数据,对激光器热传感模型进行改进。模型改进过程中,使用量子速率方程描述VCSEL的特性,考虑到增益常数与温度之间的关系,用高阶拟合方法优化激光器带宽系统,与实测数据更加接近。结合下一代高速网络需求,采用并行数据挖掘思想,利用缓冲器加快求解速度。结果表明:输出光功率在高温和大量注入电流下会出现热饱和下降;优化后的模型更贴近实测数据,遗传算法对于系统规模变化的适应性很强,给出的规划线路具备可靠性;基于状态机的并行数据处理方法使得模型计算速度提高了9.15%。在考虑热限制的同时,实现了新一代光纤通信高速传输需求。     

垂直腔面发射激光器的特性分析

主要用数值方法分析了垂直腔面发射半导体激光器的基本特性.利用贝塞尔函数和傅里叶展开,把描述半导体激光器光子数与载流子浓度变化与空间位置有关的速率方程转化为与空间位置无关的方程,进而利用龙库塔法求解方程,确定激光器在不同电流注入下的光输出特性以及温度,电极尺寸对输出特性的影响.     

长波长QD-VCSELs中的应变补偿理论

从理论角度定量地研究了量子点垂直腔表面发射激光器(QD VCSELs)中GaNAs应变补偿层对InAs/GaAs量子点阵列生长质量的改善作用,得出了不同补偿浓度和补偿位置对补偿效果影响的规律,得到了确定最佳补偿参数的途径.为长波长（12~16μm）QD VCSELs中量子点有源区的制备提供了理论指导.     

980nm内腔接触式VCSEL的模拟和分析

为了提高VCSEL的光电性能,设计了一种内腔接触式VCSEL结构器件。本文采用Crosslight PICS3D分析软件,分别对相同外延生长情况下的980nm VCSEL传统结构和内腔接触式结构的光电性能进行模拟。经模拟得到,传统结构器件的阈值电流为8.76mA,内腔接触式结构的阈值电流为6.23mA,低于传统结构;当器件的注入电流均为25mA、在阈值电流三倍附近时,传统结构器件的输出功率为5.6mW,内腔接触式结构器件为7mW,器件输出功率和转换效率得到提高,光电性能得到改善,且稳定工作。     

一种用于光通信的高速LVDS发送器设计

该文设计了一种基于0.13μ m CMOS工艺的高速LVDS发送器.通过增加有效的共模反馈电路来抑制开关噪声,同时LVDS输出具有更小的过充电压和更稳定的共模输出电平,使该发送器能在更高的工作频率下运作.该发送器电路采用标准0.13μm CMOS工艺进行设计,版图面积为130μm × 90μm.仿真结果表明,该LVDS...     

Laser Methane Sensor and the Study of Cross Interference

A methane sensor system was designed based on tunable diode laser absorption spectroscopy (TDLAS) technology and the feature of vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) with wavelengths up to several nanometers. We studied the gas present in the methane sensor''s common operation environment. Through absorption spectrum stimulation and experiments,we analyzed the cross interference of the gas of H₂O, CO and CO₂ to methane detection. The results prove that this laser methane sensor has the characteristics of high stability and anti-cross interference.