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DFB激光二极管电流-温度调谐特性的解析模型

刘景旺 杜振辉 李金义 齐汝宾 徐可欣

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DFB激光二极管电流-温度调谐特性的解析模型

刘景旺, 杜振辉, 李金义, 齐汝宾, 徐可欣

Analytical model for the tuning characteristics of static, dynamic, and transient behaviors in temperature and injection current of DFB laser diodes

Liu Jing-Wang, Du Zhen-Hui, Li Jin-Yi, Qi Ru-Bin, Xu Ke-Xin
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  • 从DFB型激光二极管调谐机理出发,提出了电流-温度调谐特性的解析模型,通过实验测量结果辨识出模型参数,将模型应用于四个不同厂家的DFB型二极管激光器,得到激光器电流-温度调谐的解析模型;将模型预测值与实验测量值比较,相关系数均在0.9999以上.同时,利用CO2气体的多个吸收谱线测量激光的波长,验证了解析模型的预测波长值,与HITRAN谱库中CO2气体吸收波长的误差在3 pm内.解析模型能够精确预测激光器在快速调谐过程中的瞬态输出波长,其精度能够满足光谱分析、光
    From the tuning mechanism of the DFB laser diode, we establish an analytical model for current and temperature tuning characteristics. The parameters of the model are identified by experimental results. The model is used to analyze the four DFB diode lasers, and the transient characteristics of the lasers are obtained. We also obtain the static characteristics of these lasers from Agilent 86142B Spectrometer. The comparison between the two values indicates that the correlation coefficients are both more than 0.9999. At the same time, according to the absorption spectrum of CO2 gas, we also measure the emission wavelength of lasers. Comparing it with the HITRAN spectrum of CO2 absorption lines, the two errors are shown to be within 3pm. The analytical model can accurately predict the transient output wavelength of lasers in tuning, the accuracy can meet the spectrum, optical coherence measurements and other practical requirements.
    • 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(批准号:60938002), 国家高技术研究发展计划(批准号:2006AA06Z410,2009AA04Z160),天津市自然科学基金(批准号:06YFJMJC06700),河北省廊坊市科技支撑计划项目(批准号:2010011029/30/31)和北华航天工业学院科研基金(批准号:KY-2010-16)资助的课题.
    [1]

    Du Z H,Zhai Y Q, Li J Y, Hu B 2009 Spectroscopy and Spectral Analysis 29 3199

    [2]

    Liu J W, Du Z H, An Y,Li J Y,Gao D Y, Xu K X 2010 Proc. SPIE 7544 75444V

    [3]

    Liu Y, Wang L S, Tao P L, Feng S C, Yin G L, Ren W H, Tan Z W, Jian S S 2011 Acta Phys.Sin.60 024207-1(in Chinese)[刘 艳、汪磊石、陶沛琳、冯素春、尹国路、任文化、谭中伟、简水生 2011 物理学报 60 024207-1]

    [4]

    Xie H Y, Jin D Y, He L J, Zhang W, Wang L, Zhang W R, Wang W 2008 Acta Phys.Sin.57 4558(in Chinese)[谢红云、金冬月、何莉剑、张 蔚、王 路、张万荣、王 圩 2008 物理学报 57 4558]

    [5]

    Mitsuhiro T 1995 IEEE J. Quantum Electron. 31 1389

    [6]

    Vincent W,David M,Richard P,Michael L, John D 2006 Spectrochimica Acta A 63 1013

    [7]

    Jae-Ho Han, Sung-Woong Park 2007 Current Appl. Phys. 7 6

    [8]

    Zhang G W 2002 Tunable Lasers (Beijing: National Defense Industry Press)(in Chinese)[张国威 2002 可调谐激光技术 (北京:国防工业出版社)]

    [9]

    Cai B R,Chen Z, Liu X 1995 Semiconductor laser (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) p59 (in Chinese) [蔡伯荣、陈 峥、刘 旭 1995 半导体激光器(北京:电子工业出版社) 第59页]

    [10]

    Jens Buus, Markus C A, Daniel J B 2005 Tunable Laser Diodes and Related Optical Sources (New York:John Wiley & Sons) p59

    [11]

    Kuznetsov M 1988 IEEE J.Quant.Electron. 24 1837

    [12]

    Schmidt B,Hakimi R,Illek S 1997 Electron.Lett. 30 389

    [13]

    Joanne M, Robert O 1983 IEEE J. Quantum Electron. 19 1525

    [14]

    Wieczorek S, Krauskopf B, Simpson T B, Lenstra D 2005 Phys. Reports 416 14

    [15]

    Dutta N K, Hobson W S, Lopata J, Zydzik G 1997 Appl. Phys. Lett. 70 1219

    [16]

    Casey H C, Panish M B 1978 Heterostructure laser(New York: Academic Press) p50

    [17]

    Seufert J, Fischer M, Legge M, Koeth J, Werner R, Kamp M, Forchel A 2004 Spectrochimica Acta A 60 3243

    [18]

    Vicet A,Yarekha D A, Ouvrard A, Teissier R, Alibert C, Baranov A N 2003 IEEE Proc. Optoelectron. 150 310

    [19]

    Andrei A P, Albert N, Imenkow, Yakolev Y P 1996 Spectrochimica Acta A 52 871

    [20]

    Fukuda M, Mishima T, Nakayama T, Masuda T 2010 Appl. Phys. B 100 377

    [21]

    Tsang W T 1990 Semiconductor Injection Laser (New York: John Wiley & Son) p208

    [22]

    Dong X Y, Zhao C L, Guan B O,Tan H Y, Yuan S Z, Kai G Y, Dong X Y 2002 Acta Phys.Sin.51 2750(in Chinese)[董新永、赵春柳、关柏鸥、谭华耀、袁树忠、开桂云、董孝义 2002 物理学报 51 2750]

    [23]

    Li J Y, Du Z H, Gao D Y,Qi R B, Xu K X 2011 Meas. Sci. Technol. (to be published)

  • [1]

    Du Z H,Zhai Y Q, Li J Y, Hu B 2009 Spectroscopy and Spectral Analysis 29 3199

    [2]

    Liu J W, Du Z H, An Y,Li J Y,Gao D Y, Xu K X 2010 Proc. SPIE 7544 75444V

    [3]

    Liu Y, Wang L S, Tao P L, Feng S C, Yin G L, Ren W H, Tan Z W, Jian S S 2011 Acta Phys.Sin.60 024207-1(in Chinese)[刘 艳、汪磊石、陶沛琳、冯素春、尹国路、任文化、谭中伟、简水生 2011 物理学报 60 024207-1]

    [4]

    Xie H Y, Jin D Y, He L J, Zhang W, Wang L, Zhang W R, Wang W 2008 Acta Phys.Sin.57 4558(in Chinese)[谢红云、金冬月、何莉剑、张 蔚、王 路、张万荣、王 圩 2008 物理学报 57 4558]

    [5]

    Mitsuhiro T 1995 IEEE J. Quantum Electron. 31 1389

    [6]

    Vincent W,David M,Richard P,Michael L, John D 2006 Spectrochimica Acta A 63 1013

    [7]

    Jae-Ho Han, Sung-Woong Park 2007 Current Appl. Phys. 7 6

    [8]

    Zhang G W 2002 Tunable Lasers (Beijing: National Defense Industry Press)(in Chinese)[张国威 2002 可调谐激光技术 (北京:国防工业出版社)]

    [9]

    Cai B R,Chen Z, Liu X 1995 Semiconductor laser (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) p59 (in Chinese) [蔡伯荣、陈 峥、刘 旭 1995 半导体激光器(北京:电子工业出版社) 第59页]

    [10]

    Jens Buus, Markus C A, Daniel J B 2005 Tunable Laser Diodes and Related Optical Sources (New York:John Wiley & Sons) p59

    [11]

    Kuznetsov M 1988 IEEE J.Quant.Electron. 24 1837

    [12]

    Schmidt B,Hakimi R,Illek S 1997 Electron.Lett. 30 389

    [13]

    Joanne M, Robert O 1983 IEEE J. Quantum Electron. 19 1525

    [14]

    Wieczorek S, Krauskopf B, Simpson T B, Lenstra D 2005 Phys. Reports 416 14

    [15]

    Dutta N K, Hobson W S, Lopata J, Zydzik G 1997 Appl. Phys. Lett. 70 1219

    [16]

    Casey H C, Panish M B 1978 Heterostructure laser(New York: Academic Press) p50

    [17]

    Seufert J, Fischer M, Legge M, Koeth J, Werner R, Kamp M, Forchel A 2004 Spectrochimica Acta A 60 3243

    [18]

    Vicet A,Yarekha D A, Ouvrard A, Teissier R, Alibert C, Baranov A N 2003 IEEE Proc. Optoelectron. 150 310

    [19]

    Andrei A P, Albert N, Imenkow, Yakolev Y P 1996 Spectrochimica Acta A 52 871

    [20]

    Fukuda M, Mishima T, Nakayama T, Masuda T 2010 Appl. Phys. B 100 377

    [21]

    Tsang W T 1990 Semiconductor Injection Laser (New York: John Wiley & Son) p208

    [22]

    Dong X Y, Zhao C L, Guan B O,Tan H Y, Yuan S Z, Kai G Y, Dong X Y 2002 Acta Phys.Sin.51 2750(in Chinese)[董新永、赵春柳、关柏鸥、谭华耀、袁树忠、开桂云、董孝义 2002 物理学报 51 2750]

    [23]

    Li J Y, Du Z H, Gao D Y,Qi R B, Xu K X 2011 Meas. Sci. Technol. (to be published)

  • [1] 张召泉, 时朋朋, 苟晓凡. 铁磁板磁巴克豪森应力检测的解析模型. 物理学报, 2022, 71(9): 097501. doi: 10.7498/aps.71.20212253
    [2] 牛明生, 王贵师. 基于可调谐二极管激光技术利用小波去噪在2.008 μm波段对δ13CO2的研究(已撤稿). 物理学报, 2017, 66(2): 024202. doi: 10.7498/aps.66.024202
    [3] 张卿, 武新军. 基于电磁波反射和折射理论的平底孔试件脉冲涡流检测解析模型. 物理学报, 2017, 66(3): 038102. doi: 10.7498/aps.66.038102
    [4] 覃婷, 黄生祥, 廖聪维, 于天宝, 邓联文. 同步对称双栅InGaZnO薄膜晶体管电势模型研究. 物理学报, 2017, 66(9): 097101. doi: 10.7498/aps.66.097101
    [5] 曹亚南, 王贵师, 谈图, 汪磊, 梅教旭, 蔡廷栋, 高晓明. 基于可调谐二极管激光吸收光谱技术的密闭玻璃容器中水汽浓度及压力的探测. 物理学报, 2016, 65(8): 084202. doi: 10.7498/aps.65.084202
    [6] 李世松, 张钟华, 赵伟, 黄松岭, 傅壮. 一种用保角变换求解带电Kelvin电容器边缘效应所产生静电力的解析模型. 物理学报, 2015, 64(6): 060601. doi: 10.7498/aps.64.060601
    [7] 张娜, 曹猛, 崔万照, 胡天存, 王瑞, 李韵. 金属规则表面形貌影响二次电子产额的解析模型. 物理学报, 2015, 64(20): 207901. doi: 10.7498/aps.64.207901
    [8] 蓝丽娟, 丁艳军, 贾军伟, 杜艳君, 彭志敏. 可调谐二极管激光吸收光谱测量真空环境下气体温度的理论与实验研究. 物理学报, 2014, 63(8): 083301. doi: 10.7498/aps.63.083301
    [9] 吴良海, 张骏, 范之国, 高隽. 多次散射因素影响下天空偏振光模式的解析模型. 物理学报, 2014, 63(11): 114201. doi: 10.7498/aps.63.114201
    [10] 梁京辉, 张晓锋, 乔鸣忠, 夏益辉, 李耕, 陈俊全. 离散式任意充磁角度Halbach永磁电机解析模型研究. 物理学报, 2013, 62(15): 150501. doi: 10.7498/aps.62.150501
    [11] 周春宇, 张鹤鸣, 胡辉勇, 庄奕琪, 吕懿, 王斌, 李妤晨. 应变Si NMOSFET漏电流解析模型. 物理学报, 2013, 62(23): 237103. doi: 10.7498/aps.62.237103
    [12] 苏丽娜, 顾晓峰, 秦华, 闫大为. 单电子晶体管电流解析模型及数值分析. 物理学报, 2013, 62(7): 077301. doi: 10.7498/aps.62.077301
    [13] 曹磊, 刘红侠, 王冠宇. 异质栅全耗尽应变硅金属氧化物半导体模型化研究. 物理学报, 2012, 61(1): 017105. doi: 10.7498/aps.61.017105
    [14] 李聪, 庄奕琪, 韩茹, 张丽, 包军林. 非对称HALO掺杂栅交叠轻掺杂漏围栅MOSFET的解析模型. 物理学报, 2012, 61(7): 078504. doi: 10.7498/aps.61.078504
    [15] 刘保军, 蔡理. 临近空间单粒子串扰的解析模型. 物理学报, 2012, 61(19): 196103. doi: 10.7498/aps.61.196103
    [16] 栾苏珍, 刘红侠, 贾仁需, 蔡乃琼. 高k介质异质栅全耗尽SOI MOSFET二维解析模型. 物理学报, 2008, 57(6): 3807-3812. doi: 10.7498/aps.57.3807
    [17] 李 磊, 赵长明, 张 鹏, 杨苏辉. 激光二极管抽运频差可调谐双频固体激光器的研究. 物理学报, 2007, 56(5): 2663-2669. doi: 10.7498/aps.56.2663
    [18] 陈卫兵, 徐静平, 邹 晓, 李艳萍, 许胜国, 胡致富. 小尺寸MOSFET隧穿电流解析模型. 物理学报, 2006, 55(10): 5036-5040. doi: 10.7498/aps.55.5036
    [19] 阚瑞峰, 刘文清, 张玉钧, 刘建国, 董凤忠, 高山虎, 王 敏, 陈 军. 可调谐二极管激光吸收光谱法测量环境空气中的甲烷含量. 物理学报, 2005, 54(4): 1927-1930. doi: 10.7498/aps.54.1927
    [20] 张宝书, 黄瑞平, 刘蕙芳, 沈惠华, 沈之烨, 张存浩. 用可调谐二极管激光光谱仪观测3657—3708cm-1区域CO2高分辨振转光谱. 物理学报, 1982, 31(10): 1354-1361. doi: 10.7498/aps.31.1354
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-01-10
  • 修回日期:  2011-02-18
  • 刊出日期:  2011-07-15

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