如果要使激光器的調(diào)制帶寬得到提高,關(guān)鍵是降低激光器的電學(xué)寄生因素的影響,尤其需要降低寄生電容及載流子在量子阱結(jié)構(gòu)中的輸運過程。 MT6p@b5
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制造高速激光器時,要想提高器件的3db帶寬,可以采取以下措施: ,0'GHQWz$
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①有源區(qū)采用應(yīng)變(補償)多量子阱結(jié)構(gòu)——量子阱激光器阱材料由于在平行于阱面方向受到雙軸壓應(yīng)變和垂直于阱面方向的拉伸應(yīng)變,其價帶頂?shù)闹乜昭芗壣仙,而且這種價帶發(fā)生退簡并,使電子從自旋軌道分裂帶向重孔穴帶的躍遷幾率近似等于零,使室溫下的俄歇復(fù)合幾率減小,從而導(dǎo)致這種量子阱激光器的閾值電流下降,線寬增強因子減小以及弛豫振蕩頻率、調(diào)制帶寬、微分增益系數(shù)顯著提高。 f-U zFlU
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②有源區(qū)p型摻雜 ——p型摻雜可減小穿過sch區(qū)域時的空穴輸運,這對高速量子阱器件是主要的限制;p型摻雜可以得到非常高的微分增益,并且使量子阱中載流子的分布更加均勻。 t~2oEwTm
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若有源區(qū)zn摻雜濃度接近1018 cm-3時,其3db帶寬可達(dá)25ghz,而且摻雜還可使器件的振蕩頻率增加到30ghz(腔長為300μm)。此外,重?fù)诫s還有利于降低線寬增強因子和進(jìn)一步提高微分增益,這些都有利于提高器件的調(diào)制特性。 7H
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③降低電學(xué)寄生參數(shù)——為了降低高速激光器的電學(xué)寄生參數(shù),尤其是寄生電容,可采用半絕緣fe-inp再生長掩埋技術(shù),同時還需減小電極面積;采用自對準(zhǔn)窄臺面結(jié)構(gòu)(sa-cm)以減小器件的寄生電容。人們還常利用填充聚酰亞胺的方法來減小寄生電容。 Upz)iOqLi
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④提高激光器內(nèi)部光子濃度和微分增益——增加激光器腔內(nèi)的光子濃度,可增加本征諧振頻率。利用dfb結(jié)構(gòu)使激射波長與增益峰波長為負(fù)失諧(-10nm),可以提高微分增益,這些都可以增加-3db調(diào)制帶寬。 4[ uqsJB
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以上分析了限制半導(dǎo)體激光器高速調(diào)制特性的因素以及提高激光器調(diào)制帶寬的途徑,這些因素之間與其靜態(tài)特性之間是相互影響的,所以在設(shè)計高速激光器時,還需考慮其他特性,如閾值、溫度特性等。