注入电流引起质子轰击VCSEL中的模式竞争

发布时间：2017-07-20 10:23

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【摘要】：为了分析质子轰击垂直腔面发射激光器(VCSEL)中注入电流引起的激光模式竞争过程,在三维空间中对VCSEL激射后光电热进行了研究。给出仿真光电热的方程之后,在室温连续工作条件下,对电流孔半径r为4μm、阈值电流Ith为4.5 m A的VCSEL进行自洽求解。当注入电流Iin分别为5.0,5.5,6.0 m A时,得到了对应的外加电压和输出光功率,并绘制了VCSEL的电势、注入电流、载流子、光场和热场的空间分布,给出了连续工作下输出光功率随注入电流变化的曲线。仿真结果表明:随着注入VCSEL中的电流增加,电流密度增大,激光的横向基模和横向一阶模式同时增强。横向一阶模式增加的强度及扩展的范围大于横向基模,激光输出能量逐渐向横向一阶模式过渡,横向模式竞争的同时产生载流子空间烧孔,因此在电流孔半径r≥4μm的VCSEL中,连续工作激光模式不稳定。
【作者单位】： 河北工业大学电子信息工程学院;河北工业大学电气工程学院;
【关键词】： 垂直腔面发射激光器 横模 光电热仿真
【基金】：河北省自然科学基金(F2013202256)资助项目
【分类号】：TN248
【正文快照】： 1引言激光模式是影响光纤通信容量的一个重要因素,由此,为了实现激光单纵模,Iga教授提出了VCSEL[1-4]。由于VCSEL中较宽的横向波导,造成腔内存在多个横模,所以相比于纵模,控制VC-SEL的横模更为重要[5]。李秀山等[6]采用非对称电流注入的矩形台面VCSEL可以研究输出激光的横模偏

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