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研究生: 邱子鈴
Tzu-Ling Chiu
論文名稱: 射頻調制的二極體雷射特性研究
Characteristics study of RF modulated diode lasers
指導教授: 蕭憲彥
Sen-Yen Shaw
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2002
畢業學年度: 90
語文別: 中文
論文頁數: 48
中文關鍵詞: 射頻雷射二極體外部共振腔
外文關鍵詞: RF, LD, laser diode, external cavity
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  • 短光脈衝有廣大的應用,像是光訊號處理、資料傳送、高速波長多工分工通訊等,都是可應用的範圍。而雷射二極體產生短脈衝的方法,很多都是利用DFB雷射(distributed feedback lasers),或是光柵加有鍍抗反射膜的雷射二極體,再加上外腔鎖模。此實驗使用的是未鍍抗反射膜的高、低功率兩種雷射二極體,觀察雷射在不同的電流下,因光回饋造成特性的改變,以及比較兩種雷射特性的不同。
    從實驗中可知,雷射二極體的臨界電流及效能斜率在有無共振腔情況下,當無光回饋的臨界電流減去有光回饋的臨界電流值越大,效能斜率比有無光回饋能達2倍以上,使未鍍上抗反射膜的雷射二極體,產生增益切換。不過射頻強度並不是加越大越好,要能找到最適當的強度,增益切換才能夠非常明顯,如圖4-15所顯示,每一諧波頻率的光強度增加10~25dBm。

    我們發現,高功率雷射在有光回饋,並操作於電流127mA時,亦即臨界電流的1.15倍時,觀察到自發振盪現象。高功率雷射二極體在較低電流的情況下就能看到,而不同於一般半導體雷射在臨界電流的3倍才能觀察到的自發振盪。

    實驗結果讓我們相信,雷射二極體非常有可能在工作的直流電壓調到低於臨界電流附近,利用射頻配合共振腔的長度,來使雷射產生增益切換。同時,在相同能量、不同射頻調制頻率耦合至雷射電流內,也可推得到最大增益的頻率符合外部共振腔頻率。就能使雷射二極體達到鎖模效果,進而產生短脈衝雷射光。


    摘要 i 誌謝 ii 目錄 iii 圖表索引 v 第一章 簡介 1 第二章 原理 3 2.1 雷射二極體構構造 3 2.2 費比-裴洛式雷射共振 4 2.3 增益原理 5 2.4 外部共振腔 7 2.5 射頻調變 8 第三章 實驗裝置與步驟 10 3.1 實驗裝置 10 3.1.1 實驗設備 10 3.1.2 電路設計 11 3.2 實驗步驟 14 第四章 實驗結果與討論 15 4.1 雷射二極體的P-I曲線 15 4.1.1 功率與電流(P-I)曲線測量 15 4.1.2 比較低功率及高功率二極體的P-I曲線 15 4.2 光回饋與自發振盪的特性 17 4.3 耦合射頻能量與光回饋所造成的特性 18 4.3.1 參數定義與量測 18 4.3.2 分析討論 19 4.4 增益切換的驗證 21 4.4.1 增益現象 21 4.4.2 增益切換 22 第五章 結論 23 參考文獻 24

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