NOISE MEASUREMENTS OF InGaAsP / InP LASER DIODES NEAR THE THRESHOLD CURRENT
E. Šermukšnis^a, V. Palenskis^a, J. Matukas^a, S. Pralgauskaitė^a, J. Vyšniauskas^a, K. Vizbaras^a, and R. Baubinas^b
aRadiophysics Department, Vilnius University, Saulėtekio 9, LT-10222 Vilnius, Lithuania
E-mail: emilis.sermuksnis@ff.vu.lt, vilius.palenskis@ff.vu.lt, jonas.matukas@ff.vu.lt, sandra.pralgauskaite@ff.vu.lt, juozas.vysniauskas@ff.vu.lt
^bInstitute of Materials Science and Applied Research, Vilnius University, Saulėtekio 9, LT-10222 Vilnius, Lithuania

Received 2 November 2005

Investigation of noise characteristics of InGaAsP / InP multiple-quantum-well laser diodes (LDs) near the threshold current region with the aim to reveal the LD quality and reliability problems is presented. A low quality and rapid degradation of particular laser diodes are reflected in noise characteristics: correlation factor between the optical and electrical fluctuations just after the threshold has a deep minimum and even drop to the negative values. The latter values are caused by leakage currents through the defects which determine the low quality and reliability of laser diodes. Optical noise intensity of a semiconductor laser below the threshold (here they operate as light emitting diodes) is low and the own noise level of a photodetector and measurement circuit is equal or exceeds it. In this case the laser diode optical noise has been measured using the correlation function method that increases optical noise measurement sensitivity by about three orders of magnitude.

InGaAsP / InP LAZERINIŲ DIODŲ TRIUKŠMŲ TYRIMAS SLENKSTINĖS SROVĖS SRITYJE
E. Šermukšnis, V. Palenskis, J. Matukas, S. Pralgauskaitė, J. Vyšniauskas, K. Vizbaras, R. Baubinas
Vilniaus universitetas, Vilnius, Lietuva

Išsamiai ištirtos InGaAsP / InP lazerinių diodų (LD) su daugeliu kvantinių duobių aktyviojoje srityje triukšmų charakteristikos slenkstinės srovės srityje. LD veika slenkstinės srovės srityje yra nenuostovi, todėl slenksčio sritis yra labai jautri LD sandaros ypatybėms, darinyje esantiems defektams, kurie lemia lazerinio diodo kokybę ir patikimumą. Siekta nustatyti lazerinių diodų triukšmų charakteristikas priešslenkstinėje, slenksčio ir poslenkstinėje srityse, išsiaiškinti triukšmų charakteristikų ypatybių ryšį su tiriamųjų lazerinių diodų kokybe ir patikimumu.
Lazerinių diodų optinio triukšmo signalas priešslenkstinėje srityje yra labai silpnas, todėl jo neįmanoma išmatuoti įprastais triukšmų tyrimų metodais. Optinio triukšmo tyrimui priešslenkstinėje srityje pritaikius koreliacinį metodą ir statistinį vidurkinimą, matavimų sistemos jautrį pavyko padidinti maždaug dviem eilėmis.
Lazerinių diodų, kurių veikos charakteristikos (spinduliuotės galia, slenkstinė srovė) yra prastesnės ir linkusios sparčiai blogėti, abipusės koreliacijos koeficientas tarp optinių ir elektrinių fliuktuacijų po slenksčio sparčiai mažėja nuo teigiamų verčių ((30–70)%) iki neigiamų. Neigiamas koreliacijos koeficientas tarp optinių ir elektrinių fliuktuacijų yra būdingas nuotėkio srovėms. Defektai, lemiantys nuotėkio sroves, taip pat mažina lazerinių diodų kokybę bei spartina charakteristikų blogėjimą. Ištirtos triukšmų charakteristikų ypatybės, susijusios su LD kokybe ir patikimumu, yra būdingos visiems tirtiems InGaAsP / InP lazerinių diodams (LD) su daugeliu kvantinių duobių ir nepriklauso nuo jų tipo (Fabri ir Pero bei lazeriai su paskirstytu grįžtamuoju ryšiu, lazeriai su keteriniu bangolaidžiu ir paslėptuoju įvairiatarpiu dariniu).