Исследование динамики излучения лазерных диодов

February 4, 2012 by admin Комментировать »

В волоконно-оптических линиях связи (BOJIC) в качестве источников излучения широко применяются полупроводниковые инжекционные лазеры непрерывного действия малой мощности. Но при модуляции этих излучателей с высокой скоростью (f > 1ГГц) на форму передаваемого оптического сигнала существенное влияние оказывают переходные процессы в них.

При модуляции лазеров прямоугольными импульсами тока наблюдается временная задержка светового отклика

f3=rcln[/H/(/H-/n)],

где I — амплитуда тока накачки лазера; /п — пороговый ток; г — эффективное время жизни носителей. Кроме того, импульсы лазерного излучения имеют вид затухающих осцилляций с периодом колебаний

Рис. 2.34. Схема установки для определения динамических характеристик полупроводниковых инжекционных лазеров

Для обострения фронта токовых импульсов применен диод с накоплением заряда VD1 (типа КД524Б). Амплитуда тока накачки лазера плавно регулируется от 0 до 1 А при изменении питания ПТ. Длительность формируемых импульсов задается длиной высокочастотного кабеля, выполняющего роль накопительной линии. В небольших пределах длительность импульсов тока может регулироваться путем изменения прямого тока через VD1.

Запуск формирователя осуществляется импульсами синхронизации, создаваемыми самим осциллографом, что позволяет получать на экране устойчивое изображение, но можно использовать и внешний запуск. Световые импульсы регистрируются лавинным фотодиодом VD4, сигнал с которого подается непосредственно на второй вход осциллографа без применения промежуточных усилителей, которые неизбежно бы искажали его. Для уменьшения наводок фотодиод вместе с шайбовым сопротивлением монтируется в переходном соединителе коаксиального кабеля.

На рис. 2.35 представлены осциллограммы перепада тока накачки лазерного диода и светового сигнала, полученные в данной схеме при исследовании динамических характеристик инжекционных лазеров с двойной гетероструктурой. Из них видно, что формирователь обеспечивает импульсы тока амплитудой около 1А и временем нарастания порядка 0,4 не. Отчетливо видны эффекты задержки и обострения фронта лазерного излучения, а также возникновение колебаний после формирования короткого фронта.

Рис. 2.35. Осциллограммы перепада тока накачки лазерного диода (луч 1) и сигнала с фотодиода (луч 2)

Аналогичные результаты были позже получены зарубежными исследователями. На рис. 2.36 представлены осциллограммы излучения трех лазерных диодов при запуске их от генератора на специальных лавинных транзисторах фирмы Zetex. Генераторы обеспечивали фронт импульсов около 3—4 не, т. е. значительно больший, чем в описанных выше генераторах с формирователями на полевых транзисторах. Однако амплитуда импульсов тока была на порядок выше. В двух из трех лазерных диодах отмечено появление сверхкороткого выброса лазерного излучения, а у одного из лазерных диодов этот эффект выражен очень резко.

Как уже отмечалось, эффект обострения импульсов лазерного излучения и появления его сверхкороткого пика может найти применение при построении генераторов импульсов с малой (менее 1 не) длительностью.

Источник: Дьяконов В. П.  Генерация и генераторы сигналов / В. П. Дьяконов. — М. : ДМК Пресс, 2009. — 384 е., ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты