半导体激光器

1、物理电子学实验报告半导体激光器一、 实验数据整理1. 测量半导体激光器P-I曲线，确定阈值和斜率效率a) 20电流/mA1.224.167891010.51111.511.7功率/mW 0.00050.0010.0030.0080.0120.0170.0220.030.0340.0390.0480.071电流/mA11.711.91212.51416182022242525功率/mW 0.07120.09580.1080.1710.3610.6140.8721.1341.4021.681.7931.793 用excel拟合电流从11.7mA之后的点，可得拟合直线方程为y = 0.1299x -

2、 1.4553 y=0时，x11.20，所以阈值电流为11.2mA； 直线斜率为0.1299，所以斜率效率为0.1299W/A。b) 25电流/mA1.2357891010.51111.511.711.9功率/mW 0.00040.00150.0040.0090.0130.0170.0220.0250.0280.0320.0330.035电流/mA1212.51313.213.4141518212325功率/mW 0.03520.03930.0450.060.0980.1720.30.6611.0331.3031.561用excel拟合电流从13.2mA之后的点，可得拟合直线方程为y = 0.

3、1258x - 1.5946 y=0时，x12.67，所以阈值电流为12.67mA； 直线斜率为0.1258，所以斜率效率为0.1258W/A。2. 测量FP半导体激光器光谱，确定阈值和斜率效率电流/mA0.122.0446.018.019.029.249.48功率/mW 00.00010.000350.000760.0020.0160.0280.05电流/mA1010.4911.05131516.9519.0119.98功率/mW 0.08150.1170.1640.3180.4730.6260.7940.863用excel拟合电流从10Ma之后的点，可得拟合直线方程为y = 0.0786x

4、 - 0.7051 y=0时，x8.97，所以阈值电流为8.97mA； 直线斜率为0.0786，所以斜率效率为0.0786W/A。3. 用光谱仪测量DFB半导体激光器光谱a) 光谱图 固定电流=15.0mA，温度/202122232425中心波长/nm1550.51550.5921550.6841550.7721550.861550.944峰值功率谱密度/dBm-4.24-4.57-5.2-5.79-6.25-6.74拟合中心波长-温度，得到线性函数y = 0.0889x + 1548.7，所以单位温度变化导致波长变化大小即为斜率大小，0.0889nm/。 固定温度=23.3电流/mA1214

5、1618202224中心波长/nm1550.81550.7921550.7921550.7881550.791550.791550.8峰值功率谱密度/dBm-37.92-7.79-4.11-2.16-0.870.251.01拟合中心波长-温度，得到线性函数y = 0.0002x + 1550.8，所以单位电流变化导致波长变化大小即为斜率大小，0.0002nm/mA=0.2nm/A。4. 用光谱仪测量FP半导体激光器光谱观察光谱特点： 多模特性：与DFB的单色性不同，FP的光谱有多个纵模，且相邻波峰之间间距相等，测得纵模间距1.3640nm 谱线宽度较DFB更窄同时观测到：峰值波长：1545.8

6、20nm峰值功率谱密度：-9.10dBm光谱轮廓的-20dB带宽：1547.2120nm-1539.0280nm=8.1840nm二、 实验结果与分析1. 对于DFB半导体激光器的P-I曲线：a) 20时，阈值电流为11.2mA；斜率效率为0.1299W/A；25时阈值电流为12.67mA；斜率效率为0.1258W/A。b) 由作图曲线可知，当注入电流增加，光功率计输出功率也增加；低于阈值时，激光器输出光功率近似为0；在阈值以上P-I曲线呈线性。c) 当温度升高，阈值电流有较明显的提高，而斜率效率的变化程度小2. 对于FP半导体激光器的P-I曲线：由于没有温控，只要电流驱动即可，由作图曲线可知

7、：a) 阈值电流为8.97mA；直线斜率为0.0786W/A。b) 和DFB半导体激光器类似，当注入电流增加，光功率计输出功率也增加；低于阈值时，激光器输出光功率近似为0；在阈值以上P-I曲线呈线性。3. 观察DFB半导体激光器的光谱，可以发现，光谱单色性较高a) 当固定电流改变温度，中心波长随温度以0.0889nm/的速率增长；b) 当固定温度，中心波长随电流以0.2nm/A的速率增长，但由图可知，改变电流所得的曲线线性并不是很好，可能在做实验的过程中中心波长的读取有误，也有可能电流变化还未稳定就读中心波长，值得反思。4. 观察FP半导体激光器的光谱，可以发现，同时满足激光震荡的振幅谐振条件和相位谐振条件的，有数十个频率，即形成分立的纵模输出。5. DFB半导体激光器的谱线宽度较FP半导体激光器的更窄，但DFB具有更优越的单模和波长稳定性。三、 实验总结1. 本次实验总体较为成功，瑕疵之处就是观察DFB半导体激光器的光谱的时候，固定温度改变电流所得中心波长随电流的变化的线性不是很明显，但是查阅资料得出确实应该呈线性关系，说明是严重电流或者波长的读取还是出现了一定问题。2. 经