COMPUTER SIMULATION OF TRANSIENT PROCESSES IN DFB SEMICONDUCTOR LASERS
T. Vasiliauskas^a, V. Butkus^a, E. Šermukšnis^b, V. Palenskis^a, and J. Vyšniauskas^a
aFaculty of Physics, Vilnius University, Saulėtekio 9, LT-10222 Vilnius, Lithuania
E-mail: tomas.vasiliauskas@ff.vu.lt, vytautas.butkus@ff.vu.lt, vilius.palenskis@ff.vu.lt, juozas.vysniauskas@ff.vu.lt
^bSemiconductor Physics Institute, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: emilis.sermuksnis@ff.vu.lt

Received 7 August 2007; revised 20 September 2007; accepted 21 November 2007

Transient processes of semiconductor laser were simulated. These processes are best described by the variations of injected electron density and emitted photon density. Rate equations were chosen to describe the transient processes. Using the described model of transient processes, the unknown parameters of DFB (distributed feedback) semiconductor laser were defined from the experimental characteristics: the coefficient of optical amplification α, the factor of spontaneous emission β, the electron and photon lifetime, and the form of injection current pulse. The parameter estimation technique, which allows to define laser parameter values simply, quickly, and fairly precisely, was suggested.
Transient processes were simulated for several DFB lasers and the coincidence of calculation results with experimental ones for all lasers was sufficient. The usable physical model was improved. Transient processes of lasers were simulated again and more precise results were obtained. The mismatch of analysed laser parameters with experimental ones did not exceed the limit of 10%.

Keywords: simulation, transient processes, semiconductor lasers

PEREINAMŲJŲ VYKSMŲ PUSLAIDININKINIUOSE PASKIRSTYTOJO GRĮŽTAMOJO RYŠIO LAZERIUOSE MODELIAVIMAS
T. Vasiliauskas^a, V. Butkus^a, E. Šermukšnis^b, V. Palenskis^a, J. Vyšniauskas^a
aVilniaus universiteto Fizikos fakultetas, Vilnius, Lietuva
^bPuslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva

Ištirtos puslaidininkinių PGR (paskirstytojo grįžtamojo ryšio) lazerių charakteristikos, išmatuoti tam tikri lazerio parametrai, o kompiuterinio modeliavimo būdu surasti nežinomi parametrai, kurių nebuvo galima išmatuoti eksperimento metu. Ištirtos puslaidininkinio lazerio parametrų tarpusavio priklausomybės, remiantis gautais rezultatais, parengta jo parametrų nustatymo metodika.
Patikslintos kompiuteriniam modeliavimui vartojamos spartos lygtys, įskaitant narius, kurie nebuvo vartojami ankstesniuose skaičiavimuose [1]. Įvertinti modeliavimo ir eksperimentinių rezultatų nesutapimo skirtumai. Geriausias rezultatų sutapimas visiems to paties tipo tirtiems puslaidininkiniams lazeriams, nors ir turintiems šiek tiek skirtingas charakteristikas, gautas naudojantis pasiūlytu ketvirtuoju modeliu (lygtys (4) ir (5)). Šiuo atveju rezultatų nesutapimas neviršijo 10%.