1550 nm dalgaboylu pasif mod kilitli bir yariiletken lazerin modellenmesi ve incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada 1550 nm dalgaboylu pasif mod kilitli bir yarıiletken lazerin modellenmesi ve incelenmesi gerçekleştirilmiştir. Pasif mod kilitli yarıiletken lazerin iletim yönünde kutuplanan bölümü kazanç bölümü olarak, ters kutuplu gerilimle sürülen bölümü ise soğurma bölümü olarak adlandırılır. Yapılan modellemede tek veya iki kazanç bölümlü ve soğurma bölümünden oluşan pasif mod kilitli yarıiletken lazerin karşılaştırmalı güç-zaman, foton yoğunluğu-zaman, taşıyıcı yoğunluğu-zaman değişimleri ve darbe genişlikleri elde edildi. İki kazanç bölümüne sahip yarıiletken lazerde foton yoğunluğu ve taşıyıcı yoğunluğunun fazla olması nedeniyle gücün daha yüksek olduğu ve darbe genişliğinin daha az olduğu gözlemlenmiştir. İki kazanç bölümüne sahip pasif mod kilitli yarıiletken lazerin kazanç bölümünün farklı uzunlukları için karşılaştırmalı sonuçlar elde edildi. Ayrıca soğurma bölümünün kazanç bölümleri arasında ve son kısımda olması durumları ayrı ayrı incelendi. Soğurma bölümü kazanç bölümleri arasındayken gücün daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir çünkü soğurma bölümü darbenin daralmasına ve darbenin maksimum noktasında kayıplara neden olur. Bunlara ilave olarak güç ve darbe genişliğinin kazanç bölümüne uygulanan akımın ve soğurma bölümüne uygulanan gerilimin farklı değerleri için karşılaştırmalı sonuçlar elde edildi. Soğurma bölgesine uygulanan gerilim arttıkça taşıyıcıların yaşam süresi azaldığı için gücün arttığı gözlemlenmiştir. Son olarak soğurma bölümünün farklı uzunlukları için darbe genişlikleri hesaplandı ve güç-zaman grafiğinde etkisi gösterildi. Burada soğurma bölgesi uzunluğu arttıkça kayıp arttığı için gücün ve darbe genişliğinin azaldığı gözlemlenmiştir.

In this study, modelling and experimental study of a 1550 nm wavelength passively mode locked semiconductor laser has been carried out. Forward biased section of the passively mode locked semiconductor laser is called gain section while reverse biased section is called absorption section. In the modelling, variations of power-time, photon density-time, carrier density-time and pulse width of the passively mode locked semiconductor laser consisting of one or two gain sections and one absorption section are comparatively obtained. The semiconductor laser with two gain sections has higher power and shorter pulse width due to higher photon density and carrier density. Comparative results are obtained within the different lengths of the gain section of the passively mode locked semiconductor laser with two gain sections. In addition, the results are examined while the absorption section is located for both between the gain sections and in the far end. Power is observed to be higher when the absorber section is between the gain sections, because the absorption section causes narrowing of the pulse and loss of the peak. Comparative results of the power and pulse width are obtained for the different values of the current applied to the gain section and for the voltage applied to the absorption section. As the voltage applied to the absorption section increases, the power increases as the carriers lifetime decreases. Finally, the pulse width is calculated for the different lengths of the absorption section and the effect is shown on the power-time graph. It is observed that as the absorption section length increases, the power decreases because the loss and the pulse width increase.