光纤通信答案

本文格式为Word版，下载可任意编辑——光纤通信答案其次章光纤通信参考答案

11.半导体激光器发射光子的能量近似等于材料的禁带宽度，已知GaAs材料的Eg=1.43eV，某一InGaAsP材料的Eg=0.96eV，求它们的发射波长。(eV是能量单位，表示一个电子在1伏特电压差下所具有的能量)解：h??Eg

hc6.626?10?34(J?s)?3?108(m/s)????8.688?10?7m?0.8688?m?19Eg1.43?1.6?10JInGaAsP

hc6.626?10?34(J?s)?3?108(m/s)?1.294?10?6m?1.294?m材料，????19Eg0.96?1.6?10J

12.一半导体激光器，谐振腔长L=300μm，工作物质的损耗系数α=1mm-1，谐振腔两端镜面的反射率R1R2=0.33×0.33，求激光器的阈值增益系统γth。若后镜面的反射率提高到R2=1，求阈值时的增益以及阈值电流的变化。解：e??th???R1R2?1

?th???1111?1ln?1mm?1?ln?4.6955mm2lR1R22?300?10?6m0.33?0.331111ln?1mm?1?ln?2.8478mm?1?62lR1R22?300?10m0.33?1

R2=1时，?th???阈值电流变小

13.一半导体激光器，阈值电流Ith?60mA，?sp?4?10?9s，?ph?2?10?12s，注入幅度为90mA的阶跃电流脉冲，求：瞬态过程中张弛震荡的频率和衰减时间；电光

延迟时间

解：震荡的角频率??f??j?1?90mA?9?1???1?7.9?10rad/s????sp?ph?jth?4?10?9s?2?10?12s?60mA?1w?1.26?109Hz2?1j1?衰减系数??，衰减时间?0?2?spjth??0?2?sp?jth60mA?2?4?10?9s??5.3?10?9sj90mAj90?4?10?9s?ln?4.39?10?9sj?jth90?60电光延迟时间td??sp?ln16.对于双异质结激光器，?sp为自发复合的寿命时间，自发辐射速率Rsp?n?sp。求解稳态速率方程组，证明以下关系式是其稳态解。

（1）当j?jth,j?e0dn?sp?phe0d

（2）当j?jth,s??j?jth?

dn(t)j??Rsp(n)?g(n)s(t)dte0dds(t)s(t)?g(n)s(t)???Rsp(n)dt?ph解：速率方程组为

达到稳态时，可以写为

jn??gs?0e0d?spgs?s?ph??n

?sp?0其中，n和s分别表示电子密度和光子密度的稳态值。

j?jth时，受激复合与自发复合项相比较小，光场很弱，有s?0，则有

jn??0e0d?sp因此有j?jth,j?e0dn?sp

j?jth时，有jth?e0dnth?sp，

?3?5当激光器激射以后，受激辐射占主导地位，∝寻常很小，大约为10~10量级，

因而可以忽略自发复合项，即有

gs?s?0?ph

因此有

g?1?ph?gth

说明激光器达到阈值以后，增益函数达到饱和，不再随注入电流而变化。而增益函数的饱和说明腔内电子密度被锁定在饱和值nth，因而使自发发射速率也达到

饱和。

j?jth时，由于g饱和，故有

nj?th?gths?0e0d?spsnth

gths??ph???sp?0

两个式子相加并忽略自发复合项后，有

njs?th??0e0d?sp?phnth?jth?spe0d

将代入后

得到

s?jjs?th??0e0de0d?ph

?phe0d?j?jth?

因此有

0

1.已知某LD的特征温度为720K（开氏温度），而且在20C时，阈值电流Ith=16mA；求在700C时该LD的阈值电流。

解：Ith?T??I0exp?TT0?,I0?Ith?T?/exp?TT0?

exp?T2T0?Ith?T1?Ith?T2??T?T???Ith?T1?exp?21?,Ith?T2??I