Harmonic distortion analysis of A 1.55 um InGaAsP semiconductor laser diode

Abstract

ÖZET YARI İLETKEN 1.55 um InGaAsP LAZER DtYODUNUN HARMONİK BOZULMA ANALİZİ ÇELEBİ, Fatih V. Yüksek Lisans Tezi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi : Doç. Dr. M. S. ÖZYAZICI Şubat 1996 Sağrı dalga kılavuzlu 1.55 um InGaAsP lazer diyodunun harmonic bozulma analizi çok modlu değişim denklemlerine dayalı bir matematiksel model oluşturularak incelendi. Çok modlu değişim denklemleri dördüncü dereceden Runge-Kutta metodu kullanılarak çözüldü. 1.55 um InGaAsP lazer diodlarmın önemli paremetreleri olan Auger birleşimi, ışımasız birleşim, ışımalı birleşim, belirsiz ışıma ömrü ve kazanç sıkıştırması dikkate alındı. Her lazer parametresinin harmonik bozulma üzerindeki etkisi hesaplandı. Lazer diyodun harmonik bozulma analizi bilgisayar kullanılarak simüle edildi. Standart cihaz parametreleri sağrı dalga kılavuzlu yapılı 1.55 um InGaAsP lazer için alındı. Bütün parametreler arasında kazanç sıkıştırması, DC ve RF akımı, frekans, yoğunlaşma faktörü ve kazanç katsayısının en önemlileri olduğu belirlendi. Buna ragmen gevşeme salınım frekansının ikinci harmonic bozulmayı belirleyen en büyük ve en genel etken olduğu belirlendi. Anahtar Kelimeler : Yarı iletken lazer diodu, Harmonik bozulma IV

ABSTRACT HARMONIC DISTORTION ANALYSIS OF A 1.55pm InGaAsP SEMICONDUCTOR LASER DIODE ÇELEBİ, Fatih V. M.Sc. in Electrical and Electronics Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. M. Sadettin ÖZYAZICI February 1996, Harmonic distortion analysis of a 1.55 um InGaAsP ridge waveguide laser diode is investigated by using a mathematical model based on multi-mode rate equations. Multi-mode rate equations are solved numerically by using fourth order Runge-Kutta method. The important parameters of a 1.55 um InGaAsP semiconductor lasers such as Auger recombination, Nonradiative recombination, Radiative recombination, Spontaneous emission lifetime and gain saturation are taken into account. The effect of each laser parameter on harmonic distortion is calculated. Harmonic distortion analysis of the laser diode is simulated by use of computer. Standart device parameters are taken for 1.55 um InGaAsP ridge-waveguide structure laser. Among all laser parameters gain saturation, DC and RF current, frequency, optical confinement factor and gain coefficient are the most effective ones. However, relaxation oscillation frequency is the most important and general parameter which affects second harmonic distortion. KEYWORDS: Semiconductor Laser Diode, Harmonic distortion. Ill