Đồ Án Tác động của tham số chiết suất trong hoạt động của diode laser dbr ba ngăn

Đề tài: TÁC ĐỘNG CỦA THAM SỐ CHIẾT SUẤT TRONG HOẠT ĐỘNG CỦA DIODE LASER DBR BA NGĂN


MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT LASER BÁN DẪN 3
1.1. Chất bán dẫn thuần .3
1.1.1. Khái niện về lý thuyết vùng của chất ban dẫn 3
1.1.2. Chất bán dẫn thuần 5
1.1.3. Bán dẫn pha tạp 9
1.2. Tiếp giáp P - N . 11
1.2.1. Tiếp giáp P- N không phân cực 12
1.2.2. Tiếp giáp P – N được phân cực 15
1.2.3. Phương trình tốc độ bức xạ . .21
1.2.4. Điều kiện nghịch đảo nồng độ trong môi trường bán dẫn tinh thể .25
1.3. Cấu trúc tiếp giáp dị thể . 29
1.3.1. Sự tạo thành chuyển tiếp dị thể . 30
1.3.2. Giản đồ vùng năng lượng ở lớp chuyển tiếp xa .30
1.3.3. Giản đồ vùng năng lượng ở lớp chuyển tiếp gần .31
1.3.4. Diode có tiếp giáp dị thể đơn . 33
CHƯƠNG 2: NGUỒN PHÁT QUANG TRONG HỆ THỐNG TNH TIN QUANG- 37
2.1. LASER . 37
2.1.1 Mô hình hai mức năng lượng . 37
2.1.1.1 Chuyển mức bức xạ hấp thụ . 38
2.1.1.2 Chuyển mức bức xạ tự phát 39
2.1.1.3 Chuyển mức bức xạ cưỡng bức, phát xạ kích thích 39
2.1.2. Điều kiện bức xạ cho LASER 40
2.1.3. Ngưỡng kích thích . 41
2.2. Diode phát quang 42
2.2.1. LED phát xạ mặt ( Surface Light Emitting Diode ) 43
2.2.2. LED phát xạ cạnh ( Edge Light Emitting Diode ) . .44
2.3. Diode Laser Fabry – Perot . .45
2.4. Diode Laser DFB . 48
2.4.1. Cấu trúc cơ bản . 48
2.4.2. Các cấu trúc DFB Laser phức tạp . 52
2.4.2.1. Cấu trúc DFB 2 ngăn . 53
2.4.2.2. Cấu trúc DFB 3 ngăn . 54
2.4.2.3 Cấu trúc DFB Laser có hiệu chỉnh pha . . 55
2.4.2.4. Cấu trúc /4 – shifted DFB Laser .56
2.5. Diode Laser DBR . . 56
2.5.1. Cấu trúc Laser DBR 2 ngăn . .56
2.5.2. Cấu trúc Laser DBR 3 ngăn .58
2.6. Diode Laser phát xạ mặt co buồng cộng hưởng đứng (VCEL ) . .59
2.7. Các yêu cầu đối với nguồn phát cho hệ thống thong tin quang . 60
2.8. Các quá trình vật lý xảy ra trong Diode Laser . 60
2.8.1. Qúa trình điện, tải các hạt mang điện 61
2.8.2. Qúa trình Điện - quang : tương tác hạt mang – photon . 62
2.8.3. Qúa trình Quang: truyền sóng quang . 62
2.8.4. Qúa trình nhiệt: truyền nhiệt 62
2.9. Những ứng dụng của DBR Laser . 63
2.9.1. Sử dụng DBR làm nguồn phát quang hệ thống WDM . 63
2.9.2. Các ứng dụng khác của DBR . .63
CHƯƠNG 3 : HỆ PHƯƠNG TRÌNH TỐC ĐỘ CỦA DIODE DBR LASER BA NGĂN VÀ MÔ PHỔNG MẬT ĐỘ PHOTON CỦA DIODE DBR LASER BA NGĂN BẮNG MATLAB 7.0 . 64
3.1. Phương trình tốc độ mật độ hạt mang 64
3.2. Phương trình tốc độ mật đọ photon . 67
3.3. Hệ phương trình pha 67
3.4. Hệ phương trình tốc độ khi có tác động nhiễu .68
3.5. Hệ số khuếch đại và hấp thụ quang . 68
3.6. Hệ phương trình tốc độ cho Diode Laser DBR 3 ngăn 70
3.7. Mô phỏng hệ phương trình tốc độ của Diode DBR 3 ngăn bằng Matlab7.0 72
CHƯƠNG IV : TÁC ĐỘNG CỦA THAM SỐ CHIẾT SUẤT TRONG HOẠT ĐỘNG CỦA DBR BA NGĂN .77
4.1. Chọn bộ tham số . .77
4.1.1. Nhận xét về độ thị gian của mật độ phát xạ photon . 79
4.1.2. Sử dụng đoạn dao tự kích . 80
4.1.3. Sử dụng đoạn xác lập 80
4.1.4. So sánh đồ thị thời gian của Diode DBR ba ngăn với Diode DFB hai ngăn . 81
4.2. Tác động của chiết suất na .83
4.3. Tác động của chiết suát np . 86
4.4. Tác động của chiết suất nd 90
4.5. Tác động của chiết suuaatsb na, np, nd khi chúng cùng thay đổi .94
KẾT LUẬN CHUNG . 98
TÀI LIỆU THAM KHẢO 100
PHỤC LỤC .101