光纤通信答案

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10Jhc6.6261034(Js)3108(m/s)1.294106m1.294m InGaAsP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thR1R21

11111ln1mm1ln4.6955mm 2lR1R22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w1.26109Hz 2j190mA9117.910rad/s spphjth4109s21012s60mA1

，衰减时间01衰减系数02sp12spjthj

jth60mA24109s5.3109s j90mAj904109sln4.39109s j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，证明下列关系式是其稳态解。

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（1）当jjth,je0dnsp

（2）当jjth,sphe0d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0 e0d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，∝通常很小，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

表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

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饱和。

jjth时，因为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因此有

jjth

0

1.已知某LD 的特征温度为720K（开氏温度），而且在20 C 时，阈值电流Ith=16 mA；求在70 0C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IthT1expT1T0expT1T0expT2T0T0

343293IthT216mAexp32.04mA72

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