四分之一波长相移DFB激光器的数值分析 图文.doc

四分之一波长相移DFB激光器的数值分析_图文沈丹勋等四分之一波长相移DFB激光器的数值分析・241・取n,使我们的模拟更加得到优化。3 QWS2DFB稳态特性分析我们上述模型分析了参数如下所示的四分之一波长相移DFB激光器的阈值特性及在高于阈值情况下的单模稳定性。腔长l=500Λm,有源层厚度d=,,7Σs=,Ν=,Μg=×10ms,NG-1=×1018cm-3,Α,+=,loss=25cmA0=×10-16cm-23-56,B=100Λms,C=20×10Λms,jΠ10dn=-×10dN29cm-2,n0=,ϑ=40cm-1,r1=,r2=(。结果见图2~图7。图2给出了矩阵的实部及虚部的零等高线图,图中的交点为存在模的点。在图2中我们给出了主模(0阶模及±1阶模的分布。图3中给出了在偏置电流J=2Jth的情况下模的分布,在我们给定的频率范围内-1阶模由于SHB及非线性增益作用的影响漂移出了此图。在图6及图7中,我们可以清楚的发现0、±1阶模随注入电流变化的特性。0、+1阶模的频率变化不是很明显,而-1阶模的频率漂移非常明显。但是,由于其与0阶模的增益差值较大,因而不会对主模产生影响。+1阶模与主模的增益差值小,尤其是在高的电流注入情况下(JJth>2,在图7中0阶与一阶模的增益曲线出现交叉,这时会出现跳模及多模振荡。这是由于在高偏置下相移会加剧空间烧孔效应,造成器件的工作特性变坏。这一点我们从图4及图5可以清楚的发现:随着注入电流的增加,在相移处的光子密度也出现突变,大的光子密度会产生对载流子产生大的消耗,从而引起折射率变化加强如图5,这就使器件工作不稳定,因此四分之一相移激光器不适用于高的电流偏置状态。结论:我们提出了一种新的DFB激光器的TMM理论分析方法——向量法。向量法的优点在于它可以同时求出多个模的解。借助于向量法比较容易观察各模式的变化规律。同常用的NR法相比,它基于一种‘并行’处理的思路,放弃了对Jacob行列式的解析求解,因而效率更高。向量法同样适合于其他DFB结构的激光器的分析。参考文献1 VankwikelbergeP,MorthierG,,dynamic,,QE,1990,26(10:2 KogelnikH,,1972,43:2327wavetheoryofditributedfeedbacklasers~2335©1994-.・量子光学学报 4(4 19983 KikuchiK,,QE,1990,26(10:4 ChenJ,Macie