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transient field

作者:888扑克手机版 发布时间:2020-06-08 21:14 点击数:

  激射延迟 半导体激光器加上阶跃电流后,不会立即发射具有相干性的激光。最初是产生不相干的自发发射,并不断增强。从PN结注入到半导体激光器谐振腔有源区中的非平衡载流子浓度N

  秒)中不断积累,使腔内半导体不断从吸收状态变为增益状态,直到第一次达到相应的平衡值N

  曲线时)才能开始激射。对于双异质结半导体激光器,垂直结面光限制较强(折射率差约为0.2),激射延迟时间t

  以内的外加信号将无光响应而丢失(码型效应)。这种正常的激射延迟效应可用来测量短寿命τ

  或先行脉冲)来消除。但在同质结和单异质结(SH)激光器中垂直结面方向至少有一边光限制很弱(其折射率差约为6×10

  ),有时易被注入载流子等离子振荡的反波导效应所抵消,因而使非平衡载流子有过量的积累,并增大腔内散射损耗,使t

  )恢复光限制、降低腔损耗时才激射(反常长延迟效应),或一直到切断电流时才突然发射一个激光尖峰(内Q开关效应)。

  悘是未注入前与腔内损耗有关的表观寿命。在实际的大信号情况,过冲尖峰高度和阻尼时间τ

  是腔内非平衡载流子自发辐射复合所生的各种光子中属某一导波模式的比率。γ

  不太多,故激光过冲尖峰不太高,张弛振荡过程提早结束。如作小信号正弦调制,则调制深度随调制频率的变化在γ

  决定,并随注入电流增加而提高。条形半导体激光器中载流子分布不均匀,则载流子扩散过程一般起阻尼作用,降低峰高和缩短阻尼时间。在张弛振荡或高速调制过程中,激光光谱的包络宽度或模数随时间变化,且比稳态增宽,故即使在稳态是单模工作的半导体激光器,在瞬态或高速调制时,也是多模工作的。大信号正弦深调制可以使半导体激光每周或每几周只出现单独一条皮秒级窄激光脉冲,并实现瞬态单模工作。注入同模直流激光可以抑制张弛振荡,用微弱的同频同模激光注入锁定或用外腔或内腔光栅等也可抑制多模,实现瞬态单模工作。

  量级,并随注入电流增加而提高(约为0.1~2吉赫)。产生自脉动时,激光光谱包络变宽,每条谱线也变宽(比稳态线约增宽一倍)。这种瞬态现象虽不如前两种普遍,但对调制性能和调制速率影响更大。可利用这种现象作高重复频率(吉赫级)窄光脉冲(皮秒级)源和双稳激光器。产生自脉动的原因是:①由于半导体激光器有源谐振腔内激光本征噪声频谱存在一个尖峰,其频率也在f

  量级并随注入电流增加而提高,因而可能受其激发的自锁模过程;②由器件结构本身存在的或由工艺不完善性造成的均匀分布(或不均匀分布)的某种可饱和吸收体,引起重复性内Q开关过程。因此,改进工艺(消除微观及宏观缺陷),采用适当的器件结构(例如使其具有自建折射率波导),就有可能避免自脉动的产生。减小条宽,使γ

  增大也可抑制自脉动,但这时激光光谱包络将变宽,超辐射将增强,基横模远场将出现双峰。


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