半导体激光器课件.docx

物理电子学实验报告——半导体激光器实验数据整理测量半导体激光器P-I曲线，确定阈值和斜率效率20℃电流/mA1.224.167891010.51111.511.7功率/mW 0.00050.0010.0030.0080.0120.0170.0220.030.0340.0390.0480.071电流/mA11.711.91212.51416182022242525功率/mW 0.07120.09580.1080.1710.3610.6140.8721.1341.4021.681.7931.793用excel拟合电流从11.7mA之后的点，可得拟合直线方程为y = 0.1299x - 1.4553y=0时，x≈11.20，所以阈值电流为11.2mA；直线斜率为0.1299，所以斜率效率为0.1299W/A。25℃电流/mA1.2357891010.51111.511.711.9功率/mW 0.00040.00150.0040.0090.0130.0170.0220.0250.0280.0320.0330.035电流/mA1212.51313.213.4141518212325　功率/mW 0.03520.03930.0450.060.0980.1720.30.6611.0331.3031.561　用excel拟合电流从13.2mA之后的点，可得拟合直线方程为y = 0.1258x - 1.5946y=0时，x≈12.67，所以阈值电流为12.67mA；直线斜率为0.1258，所以斜率效率为0.1258W/A。测量FP半导体激光器光谱，确定阈值和斜率效率电流/mA0.122.0446.018.019.029.249.48功率/mW 00.00010.000350.000760.0020.0160.0280.05电流/mA1010.49119519.0119.98功率/mW 0.08150.1170.1640.3180.4730.6260.7940.863用excel拟合电流从10Ma之后的点，可得拟合直线方程为y = 0.0786x - 0.7051y=0时，x≈8.97，所以阈值电流为8.97mA；直线斜率为0.0786，所以斜率效率为0.0786W/A。用光谱仪测量DFB半导体激光器光谱光谱图固定电流=15.0mA，温度/℃202122232425中心波长/nm1550.51550.5921550.6841550.7721550.861550.944峰值功率谱密度/dBm-4.24-4.57-5.2-5.79-6.25-6.74拟合中心波长-温度，得到线性函数y = 0.0889x + 1548.7，所以单位温度变化导致波长变化大小即为斜率大小，0.0889nm/℃。固定温度=23.3℃电流/mA12141618202224中心波长/nm1550.81550.7921550.7921550.7881550.791550.791550.8峰值功率谱密度/dBm-37.92-7.79-4.11-2.16-0.870.251.01拟合中心波长-温度，得到线性函数y = 0.0002x + 1550.8，所以单位电流变化导致波长变化大小即为斜率大小，0.0002nm/mA=0.2nm/A。用光谱仪测量FP半导体激光器光谱观察光谱特点：多模特性：与DFB的单色性不同，FP的光谱有多个纵模，且相邻波峰之间间距相等，测得纵模间距1.3640nm谱线宽度较DFB更窄同时观测到：峰值波长：1545.820nm峰值功率谱密度：-9.10dBm光谱轮廓的-20dB带宽：1547.2120nm-1539.0280nm=8.1840nm实验结果与分析对于DFB半导体激光器的P-I曲线：20℃时，阈值电流为11.2mA；斜率效率为0.1299W/A；25℃时阈值电流为12.67mA；斜率效率为0.1258W/A。由作图曲线可知，当注入电流增加，光功率计输出功率也增加；低于阈值时，激光器输出光功率近似为0；在阈值以上P-I曲线呈线性。当温度升高，阈值电流有较明显的提高，而斜率效率的变化程度小对于FP半导体激光器的P-I曲线：由于没有温控，只要电流驱动即可，由作图曲线可知：阈值电流为8.97mA；直线斜率为0.0786W/A。和DFB半导体激光器类似，当注入电流增加，光功率计输出功率也增加；低于阈值时，激光器输出光功率近似为0；在阈值以上P-I曲线呈线性。观察DFB半导体激光器的光谱，可以发现，光谱单色性较高当固定电流改变温度，中心波长随温度以0.0889nm/℃的速率增长；当固定温度，中心波长随电流以0.2nm/A的速率增长，但由图可知，改变电流所得的曲线线性并不是很好，可能在做实验的过程中中心波长的读取有误，也有可能电流变化还未稳定就读