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半导体激光器速率方程的参数提取(特邀)

光子学报 2022年第2期51卷 72-79页

作者：王建坤黄永光刘祎慧中国科学院半导体研究所材料重点实验室北京100083 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 低维半导体材料与器件北京市重点实验室北京100083

重新评估了常见半导体激光器参数提取方法中近似条件的适用性,提出更加通用的方程进行半导体激光器速率方程的参数提取。以分布式反馈激光器芯片为例,利用小信号频率响应曲线(S21)准确提取了半导体激光器谐振频率fr与阻尼因子γ,结合激... 详细信息

重新评估了常见半导体激光器参数提取方法中近似条件的适用性,提出更加通用的方程进行半导体激光器速率方程的参数提取。以分布式反馈激光器芯片为例,利用小信号频率响应曲线(S21)准确提取了半导体激光器谐振频率fr与阻尼因子γ,结合激光器的光功率-电流(P-I)响应曲线,即可计算出半导体激光器速率方程的各个参数。对比之前的参数提取近似计算方法,本方法适用的激光器驱动电流范围更宽,大电流下谐振频率fr等参数的提取更精确,对宽工作电流工作的激光器如模拟激光器等的优化改进有借鉴意义。

关键词：光纤通信分布反馈激光器半导体激光器速率方程参数提取谐振频率

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微腔激光器速率方程分析

光学学报 1995年第10期15卷 1297-1301页

作者：张存洲潘潇宁张光寅南开大学物理系

推导了至少有一维尺寸在发射波长量级的微腔激光器的光输出特性，首次得到了无辐射衰减速率不等于零时速率方程的解析解。结果表明，微腔激光器自发发射到腔模的较高的耦合效。率使激发特性和传统的激光器有很大的不同。在封闭腔，对理... 详细信息

推导了至少有一维尺寸在发射波长量级的微腔激光器的光输出特性，首次得到了无辐射衰减速率不等于零时速率方程的解析解。结果表明，微腔激光器自发发射到腔模的较高的耦合效。率使激发特性和传统的激光器有很大的不同。在封闭腔，对理想的四能级激光系统，无辐射衰减速率为零时微腔激光器的光输出特性是线性的。当无辐射衰减速率不为零时（实际上往往如此），即使对理想的四能级激光系统的封闭腔，它的光输出特性也不再是线性的。

关键词：自发发射激发模激光器光输出特性速率方程

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量子点半导体光放大器的速率方程和增益特性

中国激光 2009年第6期36卷 1366-1370页

作者：李瑞刚刘玉敏俞重远冯昊卢文娟徐子欢北京邮电大学光通信与光电子学研究院北京100876 北京邮电大学信息光子学与光通信教育部重点实验室北京100876

为了深入研究量子点半导体光放大器(QD-SOA)的特性,建立了量子点半导体光放大器子带导带的三能级系统模型。把系统载流子的速率方程与其他文献采用的速率方程进行了对比优化。通过数值计算得到了瞬态解,并得到载流子在放大器各能级态的... 详细信息

为了深入研究量子点半导体光放大器(QD-SOA)的特性,建立了量子点半导体光放大器子带导带的三能级系统模型。把系统载流子的速率方程与其他文献采用的速率方程进行了对比优化。通过数值计算得到了瞬态解,并得到载流子在放大器各能级态的浓度分布,验证了量子点中能级分立特性。利用电子和空穴各自的占有几率在基态成一定的线性关系,在稳态下对速率方程求解,得出了量子点半导体光放大器相关的增益特性,以及增益特性与基态电子的占有几率之间的关系。结果表明量子点半导体光放大器具有很高的饱和增益和微分增益,较低的阈值电流等特性。说明量子点半导体光放大器具有比其他体材料和量子阱光放大器更加优异的特性。为光放大器的设计提供了有力的理论指导。

关键词：量子点半导体光放大器速率方程占有几率光增益

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掩埋隧道结垂直面激光器速率方程参量提取

光子学报 2013年第3期42卷 262-265页

作者：彭金花吴东升徐荃平兰兰安徽建筑工业学院电子与信息工程学院合肥230601

为了设计和优化高速激光二极管的高频特性,其速率方程模型参量的精确提取方法非常重要.本文针对新型长波长高带宽的掩埋隧道结垂直面激光器,给出一种速率方程模型参量提取方法.此方法是主要基于阈值电流、输出光功率、张弛振荡频率、阻... 详细信息

为了设计和优化高速激光二极管的高频特性,其速率方程模型参量的精确提取方法非常重要.本文针对新型长波长高带宽的掩埋隧道结垂直面激光器,给出一种速率方程模型参量提取方法.此方法是主要基于阈值电流、输出光功率、张弛振荡频率、阻尼因子和高偏置下增益压缩因子非线性效应等因素,根据已测量的不同偏置下芯片的小信号频率响应来拟合出方程中的张弛振荡频率和阻尼因子.通过考虑增益压缩因子,分别非线性拟合已提取的偏置光功率下的张弛振荡频率和阻尼因子,即可提取速率方程模型中的参量.

关键词：垂直面激光器速率方程参量提取数据拟合

LD泵浦被动调Q腔内和频拉曼激光器速率方程

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红外与激光工程 2016年第6期45卷 49-55页

作者：皇甫军强贾海旭杨丽丽丁双红烟台大学光电信息科学技术学院山东烟台264005 北京东方锐镭科技有限公司北京100015

运用非线性光学的和频理论推导出被动调Q腔内和频拉曼激光器速率方程理论中的和频项,在被动调Q拉曼激光器速率方程的基础上,推导被动调Q腔内和频拉曼激光器速率方程,再将方程归一化,得到八个综合参量。推导出和频脉冲峰值功率和单脉冲... 详细信息

运用非线性光学的和频理论推导出被动调Q腔内和频拉曼激光器速率方程理论中的和频项,在被动调Q拉曼激光器速率方程的基础上,推导被动调Q腔内和频拉曼激光器速率方程,再将方程归一化,得到八个综合参量。推导出和频脉冲峰值功率和单脉冲能量的归一化表达式。数值模拟观察各参量对和频脉冲峰值功率、单脉冲能量和脉冲宽度的影响。对各参量影响进行分析,发现和频因子与归一化拉曼增益系数需要相互匹配才能实现高效率的和频光输出。同时,比较了被动调Q腔内和频拉曼激光器与被动调Q腔内倍频拉曼激光器的数值模拟结果。

关键词：和频激光器拉曼激光器速率方程数值模拟

基于速率方程的垂直腔表面发射半导体激光器温度模型与仿真

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中国激光 2003年第3期30卷 193-198页

作者：杨宜阮玉李正佳华中科技大学激光技术国家重点实验室湖北武汉430074 华中科技大学光电子工程系湖北武汉430074

建立了一个基于速率方程、考虑了热效应、可以模拟非直流 (即小信号和瞬态调制下 )特性 ,且适用于通用电路仿真器的垂直腔表面发射半导体激光器 (VCSEL)的简单等效电路模型。

关键词：激光技术垂直腔表面发射半导体激光器速率方程温度模型 SPICE仿真

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用速率方程分析垂直腔面发射激光器的噪声

物理学报 1998年第2期47卷 232-238页

作者：张益黄永箴吴荣汉中国科学院半导体研究所

采用一种合理的噪声模拟方法，用速率方程对垂直腔面发射激光器的噪声特性进行了数值分析，在单模情况下计算了器件的自发辐射因子、输出功率、注入电流、阈值电流等参数与相对强度噪声、频率噪声以及线宽等特性的关系，计算结果与实验... 详细信息

采用一种合理的噪声模拟方法，用速率方程对垂直腔面发射激光器的噪声特性进行了数值分析，在单模情况下计算了器件的自发辐射因子、输出功率、注入电流、阈值电流等参数与相对强度噪声、频率噪声以及线宽等特性的关系，计算结果与实验基本相符。

关键词：激光器噪声特性速率方程垂直腔面发射

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增益非线性对超短腔激光器速率方程的影响

光学学报 1997年第7期17卷 847-851页

作者：刘斌方祖捷中国科学院上海光学精密机械研究所

用量子阱激光器增益与载流子浓度的对数关系（增益饱和效应）取代了体材料的线性关系，得到了适用于量子阱结构的速率方程，详细分析和计算了这一修正的影响。计算表明，对长腔（低损耗）器件线性关系是较好的近似；对短腔（高损耗），... 详细信息

用量子阱激光器增益与载流子浓度的对数关系（增益饱和效应）取代了体材料的线性关系，得到了适用于量子阱结构的速率方程，详细分析和计算了这一修正的影响。计算表明，对长腔（低损耗）器件线性关系是较好的近似；对短腔（高损耗），线性关系则有较大的误差，必须考虑增益饱和的影响。否则将过高估算自发辐射因子的测量值、过高估计弛豫振荡频率和最大调制频率。

关键词：增益非线性超短腔半导体激光器速率方程

考虑激光下能级弛豫过程的调Q Nd∶YAG速率方程理论分析

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光子学报 2005年第3期34卷 325-328页

作者：田兆硕陈卫标胡企铨中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800 哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室哈尔滨150001

本文比较了考虑与不考虑激光下能级弛豫过程的两种形式的调Q速率方程,并以二极管激光侧面泵浦电光调QNd∶YAG为例,分别采用两种形式的调Q速率方程,分析了调Q过程中上、下能级粒子数变化过程,计算了输出调Q激光脉冲波形、峰值功率以及能... 详细信息

本文比较了考虑与不考虑激光下能级弛豫过程的两种形式的调Q速率方程,并以二极管激光侧面泵浦电光调QNd∶YAG为例,分别采用两种形式的调Q速率方程,分析了调Q过程中上、下能级粒子数变化过程,计算了输出调Q激光脉冲波形、峰值功率以及能量,进行了比较分析,并解释了调Q“子脉冲”

关键词：调Q 速率方程下能级弛豫