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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:王關鑑
研究生(外文):Kuan-Chien Wang
論文名稱:量子點雷射動態特性及雙能態放光機制分析
論文名稱(外文):Analysis of Dynamic Properties and Two-State Lasing Mechanisms of Quantum-Dot Lasers
指導教授:毛明華毛明華引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:光電工程學研究所
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:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:52
中文關鍵詞:雷射量子點雙能態放光
外文關鍵詞:laserquantum dottwo-state lasing
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在本論文中,我們針對以砷化鎵為基板的量子點雷射在室溫下進行光功率-電流,電激發光以及高速動態這三種量測,並且針對在特定長度下會發生雙能態放光的樣品,於實驗上進行各別的分光動態量測以期和理論上的模擬結果進行比對討論。
在動態特性的量測上,十層量子點雷射樣品發光波長約在1.2微米,共振腔長度在0.9毫米時,我們觀測到最大的鬆弛振盪頻率可達7.9 GHz,此為本實驗室截至目前為止觀測到最快速的量子點雷射。
五層量子點雷射樣品,長度為3毫米時,發光波長在1.3微米,最大鬆弛振盪頻率為1.5 GHz,相當於調變頻寬可達2.3 GHz。長度為1.5毫米時,發光波長在1.22微米,最大振盪頻率為3 GHz,相當於調變頻寬可達4.6 GHz。
在雙能態放光部分,目前理論以及實驗上都有相當多的論文發表結果[1][2],然而就我們所知,截至目前為止尚未出現對雙能態放光雷射樣品各別動態行為的實驗量測結果,我們於實驗上首次成功的觀測到雙能態放光的動態行為,發現激發態放光的動態行為反應速度較基態迅速,與理論模擬的結果吻合。
In this paper, we measured the L-I, EL and time-resolved dynamic properties of quantum-dot lasers based on GaAs substrate. Moreover, we measured the dynamic properties of two-state lasing QD laser at specific wavelength.
In dynamic measurement, ten-layer quantum dot sample is lasing at 1.2 μm while the cavity length is 0.9 mm. And the RO frequency is 7.9 GHz which is the highest RO frequency we have observed in our lab up to now.
Five-layer quantum dot laser is lasing at 1.3 μm while the cavity length is 3 mm and the RO frequency is 1.5 GHz. When the cavity length is shorten to 1.5 mm, the emitting wavelength is switched to 1.22 μm and the RO frequency is 3.0 GHz.
Recently, experimentally observations of simultaneous lasing in steady state from ground states (GS) and excited states (ES) in QD lasers has been reported. However, to our knowledge, there is no experimentally investigation about the transient of GS and ES ,respectively, from two-state lasing QD lasers up to now. In this work, spectrally-resolved dynamics of two-state lasing in QD lasers is experimentally demonstrated for the first time. The onset of excited-state lasing prior to ground-state lasing is consistent with our theoretical prediction.
第1章 序論
第一節 量子點雷射簡介……………………………………1
第二節 研究動機……………………………………………5
第三節 論文簡介……………………………………………6
第2章 半導體雷射動態及雙能態放光理論簡介
第一節 載子與光子的動態行為……………………………7
第二節 量子點雷射雙能態放光簡介…………………… 11
第3章 實驗量測架構
第一節 光功率-電流(light-current L-I)量測系統… 15
第二節 電激放光(EL)量測系統………………………… 16
第三節 高速動態量測系統…………………………………17
第四節 分光動態量測系統…………………………………18
第4章 實驗量測結果及討論
第一節 五層量子點雷射樣品………………………………19
第二節 十層量子點雷射樣品 ……………………………33
第5章 結論 ………………………………………… 49
參考文獻 ……………………………………………… 51
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