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文檔簡介
1、量子級聯激光器是一種基于量子阱中子帶間電子躍遷發(fā)光的單極型光器件,其波長可以通過能帶工程對量子阱進行裁剪而不受半導體禁帶寬度的限制,極大的擴展了光波范圍,成為中遠紅外光通信領域的主要光源;其多級級聯機構所產生的載流子重復利用機制使得激射效率大幅提高,相對于傳統(tǒng)的帶間復合半導體激光器有著不可比擬的優(yōu)勢!其中遠紅外光譜特性可以用于有毒氣體和化學檢測,窄線寬使得它們在相干光通信領域有著很大的吸引力,相當大的直接強度調制帶寬使得它們在強度調制光
2、通信系統(tǒng)方面有著很大的吸引力。多方面的應用都體現出對量子級聯激光器的研究和設計具有極其重要的科學研究價值和商業(yè)價值。
本文從量子級聯激光器基本結構和能級模型出發(fā),推導出速率方程,并通過直觀的轉化和等效,建立量子級聯激光器pspice等效電路模型,開發(fā)了量子級聯激光器網表生成器來對模型進行封裝,改善其適用性和可靠性。對量子級聯激光器子電路模型進行了基本特性仿真,包括直流分析、瞬態(tài)分析和頻率分析。從軟件仿真的角度對量子級聯激光器以
3、下理論及特性進行分析,驗證了模型的正確性和可靠性:
仿真分析了量子級聯激光器直流P-I特性,對比了量子級聯激光子外微分量子效率和常規(guī)半導體激光器的差別,討論了光子壽命、級聯級數、諧振腔長和自發(fā)輻射系數對量子級聯激光器直流P-I特性的影響。
仿真分析了量子級聯激光器瞬態(tài)特性,瞬態(tài)響應沒有出現阻尼震蕩,但具有開啟延時和上升時間的存在,對量子級聯激光器延遲時間的產生原因進行了仿真分析。同時分析了脈沖電流峰值和自發(fā)輻射系數對
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