1300 nm dalgaboylu yarıiletken lazerlerin modellenmesi ve karakteristiklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalısmada, 1300 nm dalgaboyunda yayılım yapan yarıiletken lazer modellemesiyapılmıstır. Bu modelleme sonucunda, yarıiletken lazer parametrelerindeki degisimlerin lazerçıkıs karakteristiklerine etkileri incelenmistir.Lazer sürekli dalga modunda çalısırken, kendiliginden emisyon faktörünün büyükdegerlerinde ısınımsal olmayan durumdan, ısınımsal duruma geçisin daha yumusak oldugugözlemlenmistir. Lazer çıkıs gücünün akımla degisimi kavite boyu arttıkça lazerin esikakımının arttıgını ve lazer çıkısı gözlemlenebilmesi için daha büyük akım degerleriuygulanmasının gerektigini göstermistir. Lazerin boylamsal mod spektrumu hakkında yapılançalısma sonucunda akımın artısıyla boylamsal mod spektrumunun daraldıgı gözlemlenmistir.Lazerin küçük sinyal modülasyon yanıtından su sonuçlar elde edilmistir: a) Lazerin sönümlüosilasyon frekansından daha küçük modülasyon frekansı için neredeyse sabit güç çıkısısaglanmaktadır, b) sönümlü osilasyon frekansına esit frekansta çıkıs gücü en büyük degerinialmaktadır ve c) sönümlü osilasyon frekansından daha büyük modülasyon frekansları içinçıkıs gücü hızla düsmektedir. Son olarak, büyük sinyal modülasyonu durumunda modülasyonakımının artısıyla lazer çıkısındaki darbelerin genisliklerinin azaldıgı gözlemlenmistir.

In this study, simulation of 1300 nm wavelength semiconductor laser has been carried out. Wehave observed the effect of variation of laser parameters on laser output characteristics.While laser is working at continuous wave mode, transition of laser output from nonradiative toradiative state is softer for higher spontaneous emission factors. Laser output versus devicecurrent characteristics shows that threshold current of the laser increases with increasing of laserlength, and thus more current must be applied for lasing. Results of study on longitudinal modespectrum of the laser demonstrate that width of longitudinal mode spectrum get narrows withincreasing of the current. Following results have been obtained from small signal modulation ofthe laser: a) Nearly constant power output is observed for the small signal modulation frequencywhich is smaller than the relaxation oscillation frequency of laser, b) laser output power is thehighest at a frequency equal to the relaxation oscillation frequency, c) for the modulationfrequency higher than relaxation oscillation frequency, laser output power decreases sharply.Finally at large signal modulation, it is observed that width of the laser output pulses decreaseswith increasing modulation current.