半導體激光器(LD)直接調制的原理
發(fā)布時間:2016/1/21 19:03:32 訪問次數(shù):9547
半導體激光器是電子與光子相互作用并進行能量直接轉換的器件。圖3.5示出了砷鎵鋁雙異質結注入式半導體激光器的輸出光功率與驅動電流的關系曲線。H7N0602LD半導體激光器有一個閾值電流五,當驅動電流密度小于五時,激光器基本上不發(fā)光或只發(fā)很弱的、譜線寬度很寬、方向性較差的熒光;當驅動電流密度大于五時,則開始發(fā)射激光,此時譜線寬度、輻射方向顯著變窄,強度大幅度增加,而且隨電流的增加呈線性增長,如圖3.6所示。由圖3.5可以看出,發(fā)射激光的強弱直接與驅動電流的大小有關。若把調制信號加到激光器電源上,就可以直接改變(調制)激光器輸出光信號的強度。由于這種調制方簡單,能工作在高頻,并能保證良好的線性工作區(qū)和帶寬,因此在光纖通信、光盤和光復印等方面得到了廣泛的虛用。
圖3.5半導體激光器的輸出特性 圖3.6半導體激光器的光譜特性
圖3.7所示為半導體激光器調制原理以及輸出光功率與調制信號的關系曲線。為了獲得線性調制,使工作點處于輸出特性曲線的直線部分,必須在加調制信號電流的同時加一適當的偏置電流厶,使輸出的光信號不失真。但是必須注意,要把制信號源與直流偏置隔離,避免直流偏置源對調制信號源產(chǎn)生影響。當頻率較低時,可用電容和電感線圈串接來實現(xiàn),當頻率很高(大于50 MHz)時,則必須采用高通濾波電路。另外,偏置電源直接影響LD的調制性能,通常應選擇厶在閾值電流附近而且略低于五,此時LD可獲得較高的調制速率。因為在這種情況下,LD連續(xù)發(fā)射光信號不需要準備時間(即延遲時間很。湔{制速率不受激光器中載流子平均壽命的限制,同時也會抑制張弛振蕩。但厶選得太大,又會使激光器得消光比變壞,所以在選擇偏置電流時,要綜合考慮其影響。
半導體激光器是電子與光子相互作用并進行能量直接轉換的器件。圖3.5示出了砷鎵鋁雙異質結注入式半導體激光器的輸出光功率與驅動電流的關系曲線。H7N0602LD半導體激光器有一個閾值電流五,當驅動電流密度小于五時,激光器基本上不發(fā)光或只發(fā)很弱的、譜線寬度很寬、方向性較差的熒光;當驅動電流密度大于五時,則開始發(fā)射激光,此時譜線寬度、輻射方向顯著變窄,強度大幅度增加,而且隨電流的增加呈線性增長,如圖3.6所示。由圖3.5可以看出,發(fā)射激光的強弱直接與驅動電流的大小有關。若把調制信號加到激光器電源上,就可以直接改變(調制)激光器輸出光信號的強度。由于這種調制方簡單,能工作在高頻,并能保證良好的線性工作區(qū)和帶寬,因此在光纖通信、光盤和光復印等方面得到了廣泛的虛用。
圖3.5半導體激光器的輸出特性 圖3.6半導體激光器的光譜特性
圖3.7所示為半導體激光器調制原理以及輸出光功率與調制信號的關系曲線。為了獲得線性調制,使工作點處于輸出特性曲線的直線部分,必須在加調制信號電流的同時加一適當的偏置電流厶,使輸出的光信號不失真。但是必須注意,要把制信號源與直流偏置隔離,避免直流偏置源對調制信號源產(chǎn)生影響。當頻率較低時,可用電容和電感線圈串接來實現(xiàn),當頻率很高(大于50 MHz)時,則必須采用高通濾波電路。另外,偏置電源直接影響LD的調制性能,通常應選擇厶在閾值電流附近而且略低于五,此時LD可獲得較高的調制速率。因為在這種情況下,LD連續(xù)發(fā)射光信號不需要準備時間(即延遲時間很小),其調制速率不受激光器中載流子平均壽命的限制,同時也會抑制張弛振蕩。但厶選得太大,又會使激光器得消光比變壞,所以在選擇偏置電流時,要綜合考慮其影響。