影响高速半导体激光器调制带宽的因素

2005/2/2/16:20    影响高速半导体激光器调制带宽的因素很多，如电学寄生参数、弛豫振荡频率、空间烧孔和光谱烧孔、载流子输运特性及增益饱和现象、腔长及工作温度等。 

   1、电学寄生参数

     电学寄生参数主要包括寄生电容、串联电阻和引线电感等，它对调制带宽的限制起着根本的作用。寄生电容的存在限制了注入电流进入有源区，从而导致了高频下微分效率的降低。激光器在高频工作时，寄生电容是限制调制带宽的主要因素，它严重影响器件的响应速度。

    2、弛豫振荡频率

    弛豫振荡的角频率和阻尼速率随工作电流的增加而增大。当调制频率接近时，弛豫振荡的影响明显，强度调制状态就会发生畸变，这就决定了模拟调制的上限频率，从而限制了调制带宽和调制速率。

    3、非线性因素

    非线性增益饱和、由载流子扩散引起的空间烧孔和光谱烧孔等非线性因素是限制半导体激光器高频响应特性的又一主要因素，它可使谐振衰减得更厉害。

    4、腔长与工作温度

    在设计时，必须优化激光器的腔长。减小腔长可以降低激光器的光子寿命，从而增加它的调制带宽。但短腔需要较高的驱动电流浓度，由于热效应会限制最大调制带宽，而且短腔还会限制激光器的最大输出功率，在实际中要折衷考虑。

    温度对激光器的特性也有很明显的影响，对调制带宽的影响也很突出，在室温时的调制带宽为16GHz，工作温度降低到 -60℃时，其调制带宽可达26.5GHz[9]。这主要是由于工作温度的降低会增加微分增益系数，从而增加调制带宽。