基于PSpice的量子点光电器件的建模与仿真

发布时间：2018-01-12 06:13

  本文关键词：基于PSpice的量子点光电器件的建模与仿真　出处：《电子科技大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 量子点 量子点激光器 量子点光放大器 速率方程 电路模型 PSpice

【摘要】：随着量子点材料的发明,由量子点材料制造而成的量子点光电器件逐渐展现出其他体材料或者量子阱材料光电器件不可比拟的优势。并且,随着量子点的自组织生长技术的不断进步和完善,量子点光电器件成为了国际上热门的研究领域,并有着越来越多的实际应用。同时,光电集成电路(OEIC)已经成为光纤通信领域的关键技术,而建立准确、简便的光电子器件电路模型正是OEIC重要的开始。但是对量子点光电器件,尤其是量子点激光器和量子点光放大器的电学模型的研究还处于起始阶段。首先,本论文阐述了量子点材料的基本结构,并指出了量子点材料的各种特性和态密度。然后分析了量子点激光器和量子点光放大器的主要优点,并介绍了PSpice仿真软件的主要组成部件和仿真分析方法。其次,本论文从单模和多模量子点激光器的跃迁模型入手,详细分析了单模和多模量子点激光器中的各种跃迁过程、增益等基本理论,并据此建立了单模量子点激光器和多模量子点激光器的速率方程。根据量子点激光器的速率方程,本论文建立了相应的等效电路,并采用PSpice软件进行了建模。在电路模型的基础上,对单模量子点激光器的P-I特性、V-I特性、小信号频率响应特性、大信号脉冲响应特性等进行了仿真和分析,对多模量子点激光器的激射光谱图、温度对激光器光谱图的影响、开机延迟时间等特性进行了模拟和分析,均得到了较为准确的结果。最后,在对量子点光放大器的建模仿真中,根据量子点光放大器的速率方程推导出了相应的电路模型,对量子点光放大器的增益谱、饱和增益特性等进行了仿真和分析。本论文还研究了量子点光放大器的交叉增益特性,在此基础上完成了光波长转换的电路级仿真,并分析了不同的输入光信号参数对光波长转换性能的影响。本论文还利用了QD-SOA级联EAM的方法,对不同的延时和损耗参数下的光波长转换结果进行了仿真,发现在适当的参数下,这种方法可以提高光波长转换的性能。
[Abstract]:In this paper , the basic structure of quantum dot laser and quantum dot optical amplifier are simulated and analyzed based on the transition model of quantum dot optical amplifier .

【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN36

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本文编号：1413029