發(fā)布時(shí)間：2018-12-09 21:08

【摘要】：相對(duì)于外調(diào)制方式,半導(dǎo)體激光器直接調(diào)制方式的結(jié)構(gòu)緊湊、功耗較低且技術(shù)更簡(jiǎn)單,被廣泛應(yīng)用于光接入網(wǎng)及光互聯(lián)等短距離光纖通信系統(tǒng)中。隨著通信流量的增加,為了滿足下一代高速率接入網(wǎng)的要求,如何實(shí)現(xiàn)激光器的高速直接調(diào)制成為了半導(dǎo)體激光器技術(shù)的研究熱點(diǎn)。近年來(lái),激光器芯片的制造技術(shù)得到快速發(fā)展,激光器本征響應(yīng)速率得到很大提高,此時(shí)封裝過(guò)程中引入的電寄生效應(yīng)逐漸成為影響調(diào)制速率的重要因素。本文通過(guò)理論及實(shí)驗(yàn)的方法研究了電寄生效應(yīng)對(duì)激光器調(diào)制特性的影響,主要工作如下:(1)以激光器的等效電路模型為理論基礎(chǔ),利用ADS軟件將激光器的電寄生效應(yīng)及外部驅(qū)動(dòng)電路加入到激光器模型中實(shí)現(xiàn)更真實(shí)的仿真。模擬結(jié)果表明寄生電路存在一個(gè)潛在的3dB帶寬限制點(diǎn),如果寄生效應(yīng)不能得到改善高速激光器芯片設(shè)計(jì)的努力將是徒勞。而如果對(duì)外電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),激光器的性能甚至有可能得到改善。(2)將等效電路模型與傳輸線激光器模型(TLLM)相結(jié)合,這在研究激光器電寄生效應(yīng)的同時(shí)還考慮了激光器內(nèi)部光場(chǎng)及載流子密度沿縱向上的空間分布。(3)在測(cè)量激光器的P-I特性、小信號(hào)強(qiáng)度響應(yīng)特性及色散光纖的強(qiáng)度響應(yīng)特性的基礎(chǔ)上提取了激光器的本征參數(shù),并利用了ADS軟件的優(yōu)化擬合功能提取了激光器的電寄生參數(shù)。
[Abstract]:Compared with the external modulation mode, the direct modulation mode of semiconductor laser is compact in structure, low in power consumption and simpler in technology. It is widely used in optical access network and optical interconnection and other short-range optical fiber communication systems. With the increase of communication flow, in order to meet the requirements of the next generation of high-speed access networks, how to achieve high-speed direct modulation of lasers has become a hot spot of semiconductor laser technology. In recent years, the fabrication technology of laser chips has been developed rapidly, and the intrinsic response rate of the laser has been greatly improved. At this time, the electroparasitic effect introduced in the packaging process has gradually become an important factor affecting the modulation rate. In this paper, the effect of electroparasitic effect on the modulation characteristics of laser is studied by theoretical and experimental methods. The main work is as follows: (1) based on the equivalent circuit model of laser, The electric parasitic effect and the external driving circuit of the laser are added to the laser model by ADS software to realize more realistic simulation. The simulation results show that there is a potential 3dB bandwidth limitation point in parasitic circuits, and it will be futile to improve the design of high speed laser chips if parasitic effects are not achieved. If the external circuit is optimized, the performance of the laser may even be improved. (2) combining the equivalent circuit model with the transmission line laser model (TLLM), This study not only studies the electric parasitic effect of the laser, but also considers the spatial distribution of the optical field and carrier density in the laser along the longitudinal direction. (3) the P-I characteristics of the laser are measured. The intrinsic parameters of the laser are extracted on the basis of the characteristics of the small signal intensity response and the intensity response of the dispersive fiber, and the parameters of the laser are extracted by the optimized fitting function of the ADS software.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN248.4

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本文編號(hào)：2370036