脉冲注入式半导体激光器电-光-热特性及其测试技术研究

更新时间：2020-04-04 00:26:13 大小：2M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：半导体激光器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

作为一种新型的激光光源，半导体激光器（Laser Diode，简称LD）因其转换效率高、体积小、重量轻、可靠性高和能直接调制，以及与其它半导体器件集成的能力强等优点，已经成为重要的商品而得到广泛的应用，其工作稳定性和可靠性在应用系统中起着关键作用。半导体激光器是精密的光电子器件，伴随着其应用范围的扩大，对其性能也提出了越来越高的要求，从晶片—管芯—组件装配的各个阶段，都要求对器件进行严格的测试，以保证器件的成品率和可靠性，从而对半导体激光器的性能表征测试技术的研究提出了新的要求。为此，本文对有关半导体激光器电-光-热特性的研究现状进行了详细分析，并针对目前半导体激光器性能表征测试存在的问题，对脉冲注入下半导体激光器特性及其表征测试进行了深入的研究和探讨。

基于半导体激光器的单模速率方程，建立了脉冲注入式半导体激光器电学和光学等效电路模型，该模型将脉冲驱动源、寄生参量和热耗散电流集成到等效电路模型中，仿真与实验结果表明，该模型能够更有效地用于分析和表征器件的工作特性。利用该模型对脉冲注入下半导体激光器的工作特性进行了非稳态和稳态分析，得出了偏置电流、脉冲峰值电流、脉冲宽度和脉冲周期，以及工作温度对半导体激光器光电特性变化影响的基本规律，这为半导体激光器的脉冲驱动与测试技术的深入研究提供了理论基础。

针对脉冲注入式半导体激光器热特性研究的需要，在对半导体激光器热产生机制及热流分析的基础上，建立了半导体激光器传热模型，并推导出计算脉冲注入式半导体激光器有源区的温度解析式，同时，建立脉冲注入式半导体激光器的热网络模型。实验结果表明，该方法是一种行之有效的建模方法，从而为脉冲注入下半导体激光器的传热特性分析及温度控制系统的研究提供了简便的模型。利用该模型对影响脉冲注入式半导体激光器有源区温度稳定性的因素进行了分析，结果表明，脉冲峰值电流、脉冲宽度、脉冲周期以及外部环境温度都是影响有源区温度稳定性的重要因素。

根据脉冲注入式半导体激光器电-光-热特性表征测试的需要，建立了集温度控制、脉冲驱动源与测试单元于一体的综合测试系统。以矩形脉冲信号作为耦合输出接口的开关控制信号，采用恒流源+耦合输出接口的方法来设计脉冲驱动电流源，有效地保证了脉冲电流的峰值稳定度、脉冲上升...