半导体激光器和光电探测器响应特性的研究
发布时间：2021-03-07 15:00
无线光通信以激光作为信息载体,具有高带宽、低成本、无频谱管制的特点,近年来已经引起了人们的广泛重视。半导体激光器（LD）和PIN光电探测器（PIN-PD）作为无线光通信系统以及高速信息传输领域重要的发射和接收器件,其工作特性的优劣直接影响着整个通信系统的性能,因此对半导体激光器和PIN光电探测器的动态响应特性进行研究具有重要的意义。本文主要内容如下:1.基于速率方程,建立了双异质结半导体激光器（DH-LD）的等效电路模型,求解了驰豫振荡频率的解析表达式。利用Pspice通用电路仿真软件对半导体激光器的调制响应特性、脉冲响应特性和输入输出特性进行了仿真,这些基本特性能正确反映实际器件的工作情况。在此基础上,分析了驰豫振荡频率参数对激光器调制响应特性和脉冲响应特性的影响,讨论了封装寄生参量构成的谐振电路对激光器调制响应特性的影响,研究了温度对激光器输入输出特性的影响。2.以载流子速率方程为基础,详细考虑了探测器中存在的各种寄生参量,建立了 PIN光电探测器的等效电路模型。利用Pspice对PIN光电探测器的脉冲响应特性、频率响应特性和电压电流特性进行了仿真。在此基础上,讨论了反偏电压、I区...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究进展与现状
1.2.1 半导体激光器及其等效模型的研究进展与现状
1.2.2 光电探测器及其等效模型的研究进展与现状
1.3 本文的组织结构
2 半导体激光器和光电探测器的基本理论
2.1 半导体激光器的工作原理
2.1.1 半导体内的量子跃迁
2.1.2 半导体激光器的发光条件
2.2 半导体激光器的基本结构
2.3 半导体激光器的特征参数
2.4 光电探测器的工作原理
2.4.1 PIN光电探测器的工作原理
2.4.2 雪崩光电探测器的工作原理
2.5 光电探测器的性能参量
2.6 本章小结
3 半导体激光器的响应特性
3.1 DH-LD的等效电路模型
3.2 Pspice中 DH-LD等效电路仿真模型的实现
3.2.1 Pspice软件介绍
3.2.2 DH-LD仿真模型的实现
3.3 DH-LD的调制响应特性
3.3.1 驰豫振荡频率求解
3.3.2 仿真分析
3.4 DH-LD的脉冲响应特性
3.5 DH-LD的直流特性
3.6 本章小结
4 PIN光电探测器的响应特性
4.1 PIN光电探测器的等效电路模型
4.2 PIN-PD的脉冲响应特性
4.3 PIN-PD的频率响应特性
4.4 PIN-PD的直流特性
4.5 本章小结
5 总结与展望
5.1 论文研究总结
5.2 前景展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]10 Gbit/s台面型InGaAs/InP pin高速光电探测器[J]. 李庆伟,李伟,齐利芳,尹顺政,张世祖. 半导体技术. 2018(04)
[2]半导体激光器等效电路模型及其参数提取[J]. 王晴岚,徐利. 半导体光电. 2016(02)
[3]基于等效电路模型的雪崩光电探测器特性分析[J]. 许文彪,陈福深,陈苗,肖勇. 半导体光电. 2011(03)
[4]封装寄生参量对半导体激光器频率响应的模拟分析[J]. 肖勇,陈福深. 激光与光电子学进展. 2010(12)
[5]中国半导体激光器的历次突破与发展(邀请论文)[J]. 王启明. 中国激光. 2010(09)
[6]浅谈自由空间光通信技术及其应用[J]. 肖筱. 通信技术. 2009(01)
[7]注入锁定半导体激光器调制特性研究[J]. 陈俊,曾嘉志. 半导体光电. 2008(02)
[8]半导体激光器的发展及其在激光光谱学中的应用[J]. 陈辉,高红,张云刚,张治国. 哈尔滨师范大学自然科学学报. 2005(01)
[9]高速直接调制激光器的研究进展[J]. 曹丽,江山,王定理,叶磊. 光通信研究. 2004(04)
[10]高速光探测器封装的优化设计[J]. 张胜利,刘宇,孙建伟,祝宁华. 光学学报. 2004(05)
硕士论文
[1]光电探测器等效电路模型和实验研究[D]. 赵军.重庆大学 2015
[2]半导体激光器和光探测器等效电路模型研究[D]. 陈苗.电子科技大学 2011
[3]垂直腔体表面发射激光器等效电路模型的研究[D]. 欧阳丽.华东师范大学 2011
[4]半导体激光器等效电路模型仿真与参数提取[D]. 肖勇.电子科技大学 2011
[5]基于速率方程的半导体激光器响应特性研究[D]. 段慧.燕山大学 2010
[6]高速InGaAs PIN光电探测器研究[D]. 刘家洲.中国科学院上海冶金研究所 2001
[7]波长1.3μm高速光电探测器研究[D]. 陶启林.电子科技大学 2000
本文编号：3069323
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究进展与现状
1.2.1 半导体激光器及其等效模型的研究进展与现状
1.2.2 光电探测器及其等效模型的研究进展与现状
1.3 本文的组织结构
2 半导体激光器和光电探测器的基本理论
2.1 半导体激光器的工作原理
2.1.1 半导体内的量子跃迁
2.1.2 半导体激光器的发光条件
2.2 半导体激光器的基本结构
2.3 半导体激光器的特征参数
2.4 光电探测器的工作原理
2.4.1 PIN光电探测器的工作原理
2.4.2 雪崩光电探测器的工作原理
2.5 光电探测器的性能参量
2.6 本章小结
3 半导体激光器的响应特性
3.1 DH-LD的等效电路模型
3.2 Pspice中 DH-LD等效电路仿真模型的实现
3.2.1 Pspice软件介绍
3.2.2 DH-LD仿真模型的实现
3.3 DH-LD的调制响应特性
3.3.1 驰豫振荡频率求解
3.3.2 仿真分析
3.4 DH-LD的脉冲响应特性
3.5 DH-LD的直流特性
3.6 本章小结
4 PIN光电探测器的响应特性
4.1 PIN光电探测器的等效电路模型
4.2 PIN-PD的脉冲响应特性
4.3 PIN-PD的频率响应特性
4.4 PIN-PD的直流特性
4.5 本章小结
5 总结与展望
5.1 论文研究总结
5.2 前景展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]10 Gbit/s台面型InGaAs/InP pin高速光电探测器[J]. 李庆伟,李伟,齐利芳,尹顺政,张世祖. 半导体技术. 2018(04)
[2]半导体激光器等效电路模型及其参数提取[J]. 王晴岚,徐利. 半导体光电. 2016(02)
[3]基于等效电路模型的雪崩光电探测器特性分析[J]. 许文彪,陈福深,陈苗,肖勇. 半导体光电. 2011(03)
[4]封装寄生参量对半导体激光器频率响应的模拟分析[J]. 肖勇,陈福深. 激光与光电子学进展. 2010(12)
[5]中国半导体激光器的历次突破与发展(邀请论文)[J]. 王启明. 中国激光. 2010(09)
[6]浅谈自由空间光通信技术及其应用[J]. 肖筱. 通信技术. 2009(01)
[7]注入锁定半导体激光器调制特性研究[J]. 陈俊,曾嘉志. 半导体光电. 2008(02)
[8]半导体激光器的发展及其在激光光谱学中的应用[J]. 陈辉,高红,张云刚,张治国. 哈尔滨师范大学自然科学学报. 2005(01)
[9]高速直接调制激光器的研究进展[J]. 曹丽,江山,王定理,叶磊. 光通信研究. 2004(04)
[10]高速光探测器封装的优化设计[J]. 张胜利,刘宇,孙建伟,祝宁华. 光学学报. 2004(05)
硕士论文
[1]光电探测器等效电路模型和实验研究[D]. 赵军.重庆大学 2015
[2]半导体激光器和光探测器等效电路模型研究[D]. 陈苗.电子科技大学 2011
[3]垂直腔体表面发射激光器等效电路模型的研究[D]. 欧阳丽.华东师范大学 2011
[4]半导体激光器等效电路模型仿真与参数提取[D]. 肖勇.电子科技大学 2011
[5]基于速率方程的半导体激光器响应特性研究[D]. 段慧.燕山大学 2010
[6]高速InGaAs PIN光电探测器研究[D]. 刘家洲.中国科学院上海冶金研究所 2001
[7]波长1.3μm高速光电探测器研究[D]. 陶启林.电子科技大学 2000
本文编号：3069323
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