3段式集成DFB激光器微波信号仿真

发布时间：2021-08-19 09:38

　　为研究集成激光器生成微波信号特性,基于光注入法设计面向微波信号生成的3段式单片集成分布反馈二极管激光器（distributed feedback laser diode,DFB-LD）.基于麦克斯韦-布洛赫模型,构建DFBLD的行波速率方程组,并搭建基于多段式单片集成激光器的仿真系统,研究3段式生成微波的时序、光谱及频谱特性,分析激光器偏置电流、波导偏置电流及波导失谐量对微波信号特性的影响.仿真结果表明,频谱在激光器偏置电流达到阈值电流的6倍时不再存在拍频分量,微波频率随着波导偏置电流的增大基本保持不变,通过调节波导失谐量可对微波信号实现14.29 GHz的调谐范围.研究结果为集成半导体器件产生微波信号提供新思路和方法. 

【文章来源】：深圳大学学报(理工版). 2020,37(05)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

WG段不同带隙失谐量下的集成激光器时序、光谱及频谱特性

图1为基于单片集成的3段式DFB激光器芯片结构，沿光轴方向由左至右依次为半导体激光器DFB1、无源光波导WG(waveguide)、半导体激光器DFB2,3段结构之间电学隔离理想．仿真中DFB激光器利用布拉格光栅进行模式选择，由于单片集成结构两端面(DFB1左端面与DFB2右端面)采用理想无损耗端面，且激光器与波导耦合端面(DFB1右端面、WG两端端面与DFB2左端面)无损耗传输光，则6个端面的反射率均为0．设定单片集成3段式DFB激光器总长为1 050μm，其中，两段DFB半导体激光器长度与WG长度均为350μm.2 仿真原理及模型

由图2可见，当DFB2激光器的偏置电流为2Ith时，互耦合激光器出现频率锁定，光谱中有2个主要模式激射，频率分别为458 GHz和462 GHz，频谱中能量最高的频率分量为2个模式的差频(4.105 GHz)．时序为周期0.24 ns的脉冲输出，与差频频率对应;当DFB2激光器偏置电流为4Ith时，由拍频导致的频率分量减少;当DFB2激光器偏置电流为6Ith时，形成强注入锁定状态，其频谱中不再存在拍频分量．3.2 波导区偏置电流对微波信号产生的影响

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3351168