+ - دوره ۸ ‏(۱۳۹۶)
تحلیل و شبیه‌سازی لیزرهای نقطه‌ کوانتومی گسیل از سطح با کاواک عمودی با در نظر گرفتن اثر تزریق نوری
عنوان (انگلیسی): Analysis and Simulation of Quantum Dot Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (QD-VCSELs) by Considering Optical Injection Effect
نشریه: فصلنامه صنایع الکترونیک
شماره: فصلنامه صنایع الکترونیک (دوره: ۸، شماره: ۱ (بهار ۹۶))
نویسنده: مرضيه مروج ، عباس ظریفکار
کلیدواژه‌ها : پاسخ مدولاسيون ، ليزر گسيل از سطح با کاواک عمودي ، نقطه کوانتومي ، تزريق نوري
کلیدواژه‌ها (انگلیسی): Quantum dot (QD) , modulation response , optical injection , vertical cavity surface emitting laser (VCSEL)
چکیده:

در اين مقاله،‏ براي نخستين بار مشخصات ديناميکي ليزرهاي نقطه کوانتومي گسيل از سطح با کاواک عمودي در شرايط قفل‌شدگي تزريق نوري به صورت تئوري بررسي‌شده است. با استفاده از معادلات نرخ توصيف کننده ديناميک الکترون و حفره به ‌طور جداگانه،‏ در ناحيه سدي GaAs،‏ لايه خيسي و ترازهاي مجزاي نقاط کوانتومي به صورت جفت شده با معادله حرارت،‏ ديناميک روشن‌ شدن،‏ پاسخ سيگنال کوچک و سيگنال بزرگ ليزر قبل از تزريق نوري به‌صورت عددي شبيه‌سازي شده است. با اضافه کردن معادلات دامنه و فاز ميدان ليزر پيرو به معادلات نرخ ليزر نقطه کوانتومي گسيل از سطح با کاواک عمودي ،‏ مشخصات ديناميکي ليزر تزريق‌شده نوري محاسبه مي‌گردد. نشان داده مي‌شود که در نتيجه تزريق نوري،‏ رفتار ديناميکي متفاوت الکترون و حفره همگام‌شده،‏ فرکانس مدولاسيون افزايش يافته،‏ چرپ ليزر به مقدار قابل توجهي کاهش مي يابد و ليزر عملکرد مطلوبي در فرکانس‌هاي تکرار بيشتر از فرکانس نوسانات واهلشي (حدود 22 گيگا‌هرتز) از خود نشان مي‌دهد.

چکیده (انگلیسی):

In this paper, for the first time, the dynamic characteristics of optical injection locking vertical cavity surface emitting laser (OIL-QD-VCSEL) are investigated theoretically. By using the rate equations for dynamics of electrons and holes at GaAs barrier, wetting layer (WL), and three discrete QD levels and the heat equation, turn-on dynamics and also the small and large signal responses of laser without optical injection are numerically simulated. By adding the equations for the amplitude and phase of the QD-VCSEL field to the system of equations, the dynamic characteristics of optical injected laser are calculated. It is shown that due to optical injection, the electron and hole dynamics in QDs are synchronized, the modulation frequency is enhanced, the chirp is significantly reduced and QD-VCSEL manifests a high performance at the repetition frequency more than relaxation oscillation frequency (about 22 GHz).

فایل مقاله : [دریافت (1022.1 kB)] ‏147 دریافت تاكنون
صاحب امتیاز:
صنایع الکترونیک ایران
مدیر مسئول:
- - -
سردبیر:
آقای دکتر محمد کاظم مروج فرشی
مدیر داخلی:
علی طیبی