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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:邱子鈴
研究生(外文):Tzu-Ling Chiu
論文名稱:射頻調制的二極體雷射特性研究
論文名稱(外文):Characteristics study of RF modulated diode lasers
指導教授:蕭憲彥
指導教授(外文):Sen-Yen Shaw
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:48
中文關鍵詞:射頻雷射二極體外部共振腔
外文關鍵詞:RFLDlaser diodeexternal cavity
相關次數:
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短光脈衝有廣大的應用,像是光訊號處理、資料傳送、高速波長多工分工通訊等,都是可應用的範圍。而雷射二極體產生短脈衝的方法,很多都是利用DFB雷射(distributed feedback lasers),或是光柵加有鍍抗反射膜的雷射二極體,再加上外腔鎖模。此實驗使用的是未鍍抗反射膜的高、低功率兩種雷射二極體,觀察雷射在不同的電流下,因光回饋造成特性的改變,以及比較兩種雷射特性的不同。
從實驗中可知,雷射二極體的臨界電流及效能斜率在有無共振腔情況下,當無光回饋的臨界電流減去有光回饋的臨界電流值越大,效能斜率比有無光回饋能達2倍以上,使未鍍上抗反射膜的雷射二極體,產生增益切換。不過射頻強度並不是加越大越好,要能找到最適當的強度,增益切換才能夠非常明顯,如圖4-15所顯示,每一諧波頻率的光強度增加10~25dBm。
我們發現,高功率雷射在有光回饋,並操作於電流127mA時,亦即臨界電流的1.15倍時,觀察到自發振盪現象。高功率雷射二極體在較低電流的情況下就能看到,而不同於一般半導體雷射在臨界電流的3倍才能觀察到的自發振盪。
實驗結果讓我們相信,雷射二極體非常有可能在工作的直流電壓調到低於臨界電流附近,利用射頻配合共振腔的長度,來使雷射產生增益切換。同時,在相同能量、不同射頻調制頻率耦合至雷射電流內,也可推得到最大增益的頻率符合外部共振腔頻率。就能使雷射二極體達到鎖模效果,進而產生短脈衝雷射光。

摘要 i
誌謝 ii
目錄 iii
圖表索引 v
第一章 簡介 1
第二章 原理 3
2.1 雷射二極體構構造 3
2.2 費比-裴洛式雷射共振 4
2.3 增益原理 5
2.4 外部共振腔 7
2.5 射頻調變 8
第三章 實驗裝置與步驟 10
3.1 實驗裝置 10
3.1.1 實驗設備 10
3.1.2 電路設計 11
3.2 實驗步驟 14
第四章 實驗結果與討論 15
4.1 雷射二極體的P-I曲線 15
4.1.1 功率與電流(P-I)曲線測量 15
4.1.2 比較低功率及高功率二極體的P-I曲線 15
4.2 光回饋與自發振盪的特性 17
4.3 耦合射頻能量與光回饋所造成的特性 18
4.3.1 參數定義與量測 18
4.3.2 分析討論 19
4.4 增益切換的驗證 21
4.4.1 增益現象 21
4.4.2 增益切換 22
第五章 結論 23
參考文獻 24

1. K.-S. Lee and C. Shu, “Generation of widely tunable (65-nm) dual-wavelength picosecond pulses by harmonic and rational-harmonic mode locking of a Fabry-Perot grating-lens external-cavity laser,” J. Opt. Am. B. 16, 710-716(1999).
2. Y.-J. Wong, H.-H. Chen, C.-W. Lai, Y.-W. Kiang, C.C. Yang, “Self modulation phenomena in an external-cavity semiconductor laser,” Opt. Commun. 180, 317-321(2000).
3. N. Onodera, A. J. Lowery, L. Zhai, Z. Ahmed, and R. S. Tucker, “Frequency multiplication in actively mode-locked semiconductor laser,” Appl. Phys. Lett. 62, 1329-1331(1993).
4. C. K. Laue, R. Knappe, K.-J. Boller, and R.Wallenstein, “Wavelength tuning and spectral properties of distributed feedback diode lasers with a short external optical cavity,” Appl. Opt. 40, 3051-3059(2001).
5. Kelin J. Kuhn, “Laser Engineering,” Prentice-Hall, Inc.
6. B. E. A. Saleh, and M. C. Teich, “Fundamentals of Photonics,” John Wiley & Sons, Inc.
7. Endel Uiga, “Optoelectronics,” Prentice-Hall, Inc.
8. Donald A. Neamen, “Electronic Circuit Analysis and Design,” Irwin.
9. 蔡松峰, 射頻激發之平板波導二氧化碳雷射特性研究, 國立清華大學碩士論文, 2000.

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