COMPUTER SIMULATION OF HIGH FREQUENCY MODULATION OF LASER DIODE RADIATION
E. Šermukšnis, J. Vyšniauskas, T. Vasiliauskas, and V. Palenskis
Department of Radiophysics, Vilnius University, Saulėtekio 9, LT-10220 Vilnius, Lithuania
E-mail: juozas.vysniauskas@ff.vu.lt, vilius.palenskis@ff.vu.lt

Received 7 July 2004

Dynamic characteristics in the case of a large signal of partly gain-coupled multiple-quantum-well InGaAsP–InP distributed feedback (GC DFB) laser diodes have been investigated. Simple rate equations for carrier and photon densities were taken. A possibility to simulate the modulation characteristics of GC DFB lasers using these equations has been shown. Chirp and optical power pulses obtained by time-resolved frequency chirp measurements were compared with modelled ones.

KOMPIUTERINIS LAZERINIŲ DIODŲ SPINDULIUOTĖS AUKŠTADAŽNĖS MODULIACIJOS MODELIAVIMAS
E. Šermukšnis, J. Vyšniauskas, T. Vasiliauskas, V. Palenskis
Vilniaus universitetas, Vilnius, Lietuva

Ištirtos InGaAsP lazerinių diodų (LD) su daugeliu kvantinių duobių bei paskirstytu grįžtamuoju ryšiu dinaminės charakteristikos, esant stipriam signalui. Išmatuoti LD spinduliuotės galios fliuktuacijų normuotas spektrinis tankis (NST) bei pašalinė dažninė moduliacija (PDM). NST išmatuotas dažnių srityje nuo 0,5 iki 22 GHz, esant skirtingam LD srovės stipriui. Aproksimuojant eksperimentinį NST žinoma teorine priklausomybe, surasti diferencialinis optinis stiprinimas, relaksacinių virpesių dažnis, slenkstinės srovės stipris bei kai kurie kiti lazerių veikos parametrai. PDM išmatuota interferometriniu būdu, esant 2,5 Gbit/s LD srovės moduliacijos spartai. Parodyta puslaidininkinių lazerių su paskirstytu grįžtamuoju ryšiu dinaminių charakteristikų modeliavimo galimybė. Žinant LD PDM bei spinduliuotės galios impulsų vertes, kompiuteriu buvo sumodeliuota aukštadažnė spinduliuotės moduliacija. Modeliavimui panaudotos supaprastintos elektronų ir fotonų tankio kitimo lygtys, kuriose nebuvo atsižvelgta į netiesinį optinį stiprinimą. Taip pat, sprendžiant elektronų tankio kitimo lygtį, laikyta, kad krūvininkų gyvavimo trukmė nepriklauso nuo jų tankio. Parodyta, kad, naudojant ir supaprastintą modelį, gauti modeliniai ir eksperimentiniai optinės galios impulsai bei PDM gana gerai sutampa: skirtumai neviršija kelių procentų. Papildomai buvo sumodeliuotos LD dažninės perdavimo charakteristikos, esant skirtingai LD srovei. Iš dažninių charakteristikų rasta tiesinė relaksacinių virpesių dažnio kvadrato priklausomybė nuo srovės stiprio. Panašios tiesinės priklausomybės buvo gautos ir iš NST eksperimentinių rezultatų priklausomybės nuo LD srovės. Buvo pastebėta, kad silpno signalo relaksacinių virpesių dažnis sutampa su stipraus impulsinio signalo virpesių dažniu. Taip pat parodyta, kad kai kuriais atvejais, modeliuojant eksperimentines LD impulsines spinduliuotės charakteristikas, galima surasti dinaminius parametrus, kaip ir naudojant įprastinius NST ir panašius silpnų signalų matavimo metodus.