高速半导体激光器的设计与制造

对于 Gb/s 量级的光纤通信系统,高速半导体激光器光源是关键器件。文章分析了限制半导体激光器速率的因素,提出了改善激光器带宽的途径,讨论了器件的制造。     

高速掩埋半导体激光器设计与实验

本文介绍了一种新型高速调制半导体激光器的设计思想、理论依据及实验结果。在掩埋新月型激光器的基础上,对如何增加其调制带宽进行了深入研究。探讨了影响激光器调制带宽的主要因素,综合分析了减小器件分布电容和增加输出功率之间的矛盾和解决的方法,据此设计并研制出高速调制1.3μm InGaAsP/InP多层限制掩埋新月型激光器,器件的3dB调制带宽大于3GHz。     

1.3μm单模半导体激光器的高频调制

本文报道了在光载波通信中使用１．３μｍ半模半导体激光器组件作为发射光源，实现了高频调制。这里给出了器件结构设计及性能，研究了器件的阻抗匹配，测量了微波的Ｓ参数，在最佳条件下，直接调制获得６．５ＧＨｚ，３５ｐｓ的超短光脉冲，小信号调制可达８ＧＨｚ。     

半导体激光器的调频特性

本文讨论了半导体激光器(LD)的直接调频(FM)特性,指出随着偏置电流的增大,FM响应降低,伪强度调制(IM)响应增大,并给出了一种新的描述FM能力的方法.     

制造更好的高功率半导体激光器

半导体激光国际公司和相干公司都要从他们的半导体激光器中除去铝，以获得更高输出功率、更长寿命和更低造价的管子。这一技术将代替AlGaAS量子阶以及通常用于高功率激光二极管的包层。无锡半导体较低的辐射刻面温度给出高的输出功率水平，对于暗线缺陷的电阻改进了稳定性。无铅激光二极管吸引了很大的注意力，更多的公司正计划发展这一技术。但半导体激光工业界并没有低估AlGaAs激光二极管。“无铅器件被说成可以解决所有问题，其他人却轻视这项技术”；研究无错激光二级管的威斯康星大学教授DanBotez说：关键问题是在二极管的激活范围…     

高速半导体激光器等效参数的提取

本文克服了背地共面线谐振现象的有害影响，制作了国产高速半导体激光器非匹配微波封装组件，测试了组件的频响特性，由此提取了器件的等效参数，讨论了改善国产器件性能的技术途径。     

大功率半导体激光器调制特性的实验研究

设计了一种带有调制输入接口及恒电流、恒功率、恒温控制的光源系统,着重对其低频调制特性进行了实验研究.通过引入负反馈及自动温度控制技术,从外部电路角度改善了半导体激光器的调制输出特性,有效抑制了驰豫振荡,优化了激光二极管(LD)的调制输出参数.     

高速直接调制半导体激光器研究进展

直接调制半导体激光器因其具有高速传输、高可靠和低成本等特点,成为应用在第五代移动通信技术(5G)前传和数据中心中的高性价比光源。高速直接调制半导体激光器性能提升已有许多研究,文章分别从无制冷宽温工作高速半导体激光器研究方面和超高速半导体激光器方面对高速直接调制半导体激光器的基本理论和发展历程进行了综述,分析各自的优缺点,并介绍了研发团队在这些方面取得的部分进展。     

半导体激光器高速同轴封装设计

在光纤接入网等光通信领域,低成本高速同轴封装半导体光电器件有着非常重要的作用。对于高速TO-can激光器(LD),由于已进入微波工作频段,封装以及相关元件的分布参数已经成为制约高速激光器性能的主要参数之一,分析了同轴封装结构的技术特点,建立了激光器器件及封装相关元件的等效电路模型,利用商用CAD分析软件对其进行了模拟和优化设计,为半导体激光器高速同轴封装设计的工艺方案、封装材料的选择提供了依据,并据此进行了部分相关实验。     

高速脊波导激光器寄生电容的分析

高速调制半导体激光器光源是光纤通信系统、相控阵雷达等的关键器件。高速激光器的寄生电容是影响其调制带宽的因素之一。为了减小寄生电容,针对脊波导结构激光器的电容,采用计算机模拟与实际测试相结合的方法,进行了理论分析和实验验证。结果表明,其寄生电容大小不仅与电极金属化面积有关,还与隔离沟的腐蚀深度有关。当腐蚀至波导层时,寄生电容减小到10pF以下。这一结论对实现激光器的高速调制是非常有意义的。     

高功率半导体激光器评述

作者综合评述了高功率半导体激光器的发展现状,对高功率半导体阵列器件结构进行了分析,介绍了设计高功率半导体激光器所涉及的关键技术。     

高密度低寄生电感硅基半导体电容器的设计及验证

采用在半导体材料表面深刻蚀三维图形以形成稳固蜂窝结构的方法,研究了一种适用于解决高频电路和系统级封装中串扰耦合问题的高密度、低寄生电感、制作及排布容易的硅基电容。结果显示,所制作的电容,其密度可增大至普通平面半导体电容的10倍以上,并较大程度地降低了电容的寄生电感,使其性能大大优于常用商业陶瓷电容,更适用于高频电路和系统级封装中的有效退耦。     

毫米波脉冲调制功率放大器设计与实现

脉冲调制功率放大器是脉冲雷达系统的一个重要组成部分.分析了因储能电容、功放稳定电容和金丝键合组装工艺等引入的寄生参数对毫米波漏极脉冲调制功率放大器输出波形的影响,并根据分析和仿真结果设计了工程实物.测量结果表明:研制的脉冲调制功率放大器脉冲调制波形实测上升沿、下降沿均小于60 ns,最大脉冲宽度下,脉冲顶降小于10％,脉冲输出功率大于33 dBm,满足雷达系统的典型应用需求.     

半导体激光器的混沌驱动同步

利用混沌驱动同步法研究了在电流调制下的半导体激光器的混沌同步。首先数值计算了系统最大Lyapunov指数随调制强度的变化情况,确定了激光器处于混沌态的参数区间。然后分别实现了同地激光器系统和异地激光器系统的混沌驱动同步。响应激光器间相关系数的数值计算表明,两种激光器系统均能达到很好的混沌同步。以三个响应激光器为例,将响应系统推广到多个激光器,并且实现了两种激光器系统的混沌同步。     

大功率半导体激光器的可靠性研究

文中介绍了半导体激光器寿命测试的理论依据,给出寿命测试的数学模型,据此对InGaAsP/GaAs有源区无铝的808nm大功率半导体激光器进行高温恒流加速老化实验,得到器件在高温下的寿命,利用外推公式推算出激光器在室温条件下工作的寿命可超过30000小时。讨论了实验中出现的灾变退化,提出了防止灾变退化的几种方法。     

半导体微腔激光器瞬态响应及调制特性分析

针对半导体微腔激光器的结构特点,考虑到腔量子电动力学中自发辐射增强效应,采用传统速率方程的表示形式,建立了微腔激光器的速率方程,着重讨论了微腔激光器的瞬态响应及调制特性,给出了其动态特性的仿真结果,分析了自发辐射因子、注入电流和腔长对微腔激光器的激射阈值、延迟时间、驰豫振荡频率和光输出等参量的影响,从而为改善微腔激光器的高频调制特性和优化器件结构提供了理论依据。     

光纤环形腔半导体激光器弛豫振荡的分析

通过建立光纤环形腔半导体激光器的单模速率方程,用小信号方法讨论了弛豫振荡与环形腔长度的关系,以及直接电流调制下的调制响应与调制带宽。分析发现,在确定的参数下,存在环形腔长度的临界值。只有当环形腔长度小于该临界值时,激光器才发生弛豫振荡。     

半导体激光器阈值电流测试方法研究

介绍了一种基于单片机和虚拟仪器技术的半导体激光器阈值电流的测量方法,以单片机为核心设计了半导体激光器的驱动电路以及驱动电流和光功率的的采集电路,并实现了与PC机的通信。利用虚拟仪器技术实现对单片机的控制、参数设定、数据处理和存储、PI曲线的显示以及阈值电流的求解。实验结果表明:利用两段直线拟合法求得的阈值电流最准确,重复测量时可靠性最好。