第一部分半導體激光器簡介第二部分半導體激光器基本工藝第三部分半導體激光器光電參數第四部分半導體激光器可靠性半導體激光二極管11/21/20221第一部分半導體激光二極管11/21/202213、激光器參數種類3.1電學參數閾值電流--Ith正向電流--IF正向電壓—VF反向電壓—VBR半導體激光二極管<參數>

11/21/202223、激光器參數種類半導體激光二極管<參數>11/21/20微分串聯電阻—Rs監視電流—ImMPD暗電流--ID

半導體激光二極管<參數>

11/21/20223微分串聯電阻—Rs半導體激光二極管<參數>11/21/23.2光學參數輸出功率--Po峰值波長--λp光譜半寬—Δλ邊模抑制比—SMSR(僅對DFBLD)光束半角—θ消光比—EXT半導體激光二極管<參數>

11/21/202243.2光學參數半導體激光二極管<參數>11/21/2023.3熱學參數LD熱阻：RTLD特征溫度：T0

發射波長與溫度的關系參數：Δλ(nm/℃)半導體激光二極管<熱學參數>

11/21/202253.3熱學參數半導體激光二極管<熱學參數>11/21/3.3其它參數跟蹤誤差--TE相對強度噪聲--RIN上升/下降時間—tr/tf載止頻率--fc半導體激光二極管<參數>

11/21/202263.3其它參數半導體激光二極管<參數>11/21/204.參數說明4.1Ith—閾值電流定義：在正向電流注入下，LD開始振蕩(開始發出激光)時所需要的電流測量Ith的方法有三：雙斜率法—兩條直線延長線交點所對應電流軸的電流遠埸法—用變象管熒屏觀察光譜法—從發射的光譜圖上確定Ith半導體激光二極管<電學參數>

11/21/202274.參數說明半導體激光二極管<電學參數>11/21/20典型P-I/V-I/I-Im曲線達到閾值時的必要條件式中：αi腔體內部損耗系數L：LD腔長R1R2：LD端面反射系數半導體激光二極管<電學參數>

11/21/20228典型P-I/V-I/I-Im曲線半導體激光二極管<電學參數>4.2IF--工作電流定義：在規定激光器的輸出功率下所對應電流軸的電流值(IF=Ith+ΔI)半導體激光二極管<電學參數>

11/21/202294.2IF--工作電流半導體激光二極管<電學參數>114.3VF/Vop--正向導通電壓/正向工作電壓定義：

在正向驅動電流IF=1mA時所對應X軸交點處的值即為VF在正向驅動電流IF=Ith+20mA時所對應X軸交點處的值即為Vop半導體激光二極管<電學參數>

11/21/2022104.3VF/Vop--正向導通電壓/正向工作電壓半導體激光VF/VOP:正向導通電壓/正向工作電壓半導體激光二極管<電學參數>

11/21/202211VF/VOP:正向導通電壓/正向工作電壓半導體激光二極管<電4.4VBR/IR--反向擊穿電壓/反向電流定義：在規定的反向電流下所對應于U軸(x軸)的反向電壓值就是VBR在規定的反向電壓下所對應于I軸(y軸)的電流就是反向電流IR(μA)半導體激光二極管<電學參數>

11/21/2022124.4VBR/IR--反向擊穿電壓/反向電流半導體激光二極VBR:反向擊穿電壓半導體激光二極管<電學參數>

VBR11/21/202213VBR:反向擊穿電壓半導體激光二極管<電學參數>VBR114.6RS微分串聯電阻(單位：Ω)半導體激光二極管<電學參數>

ΔVΔII-VP-II-Im11/21/2022144.6RS微分串聯電阻(單位：Ω)半導體激光二極管<電學參公式表達式為：

從式中可以看出：要想降低Rs，就必須減小ΔV要想減小ΔV，就必須提高表面濃度和增加表面接觸面積以及提高表面附著力半導體激光二極管<電學參數>

11/21/202215公式表達式為：半導體激光二極管<電學參數>4.7Im:監視電流(單位：μA)通過MPD檢測到的LD在規定(Ith+20mA)的光輸出功率下，在給定的MPD反向電壓(Vb=5V)時所檢測到的LD背向輸出光功率的光電流值作用：在模塊應用中執行自動功率控制（APC）取值：Ｉm=300～800μA半導體激光二極管<電學參數>

11/21/2022164.7Im:監視電流(單位：μA)半導體激光二極管<電學參4.8Id:MPD暗電流(單位為nA)它是指MPD無光照時，在規定的反向電壓(Vb=5V)下所產生的熱電流—為暗電流。暗電流與溫度呈線性增加，與足夠大的反向偏壓無關(即：Vb＜VBR情況)。半導體激光二極管<電學參數>

11/21/2022174.8Id:MPD暗電流(單位為nA)半導體激光二極管<電4.9Po：光輸出功率(單位：mW)定義：當LD正向偏置時，在規定的工作電流（Ith+20mA）下所探測到的輸出光功率值

半導體激光二極管<光學參數>

P-IIth=6.9mAPo=5.6mW11/21/2022184.9Po：光輸出功率(單位：mW)半導體激光二極管<光學4.10Pth：閾值光輸出功率(單位mW)定義：閾值以下自發輻射的光輸出功率定義為閾值光輸出功率

半導體激光二極管<光學參數>

11/21/2022194.10Pth：閾值光輸出功率(單位mW)半導體激光二極管4.11ηd：外微分量子效率(單位：mW/mA)定義：閾值以上P-I曲線線性段dI/dP之比，它是衡量器件把注入的電子-空穴對轉換成向外發射光子(輸出功率)的效率。用公式可表示為：式中：η受激—受激發射的內量子效率αi—腔體內部損耗L–器件腔長R—器件端面反射半導體激光二極管<光學參數>

11/21/2022204.11ηd：外微分量子效率(單位：mW/mA)半導體激光4.11ηd：外微分量子效率(單位：mW/mA)ηi為內微分量子效率;αi為腔體損耗;L為激光器腔長;R為腔體端面反射率;Г為光限制因子;A、B為增益系數;d為有源層厚度。從式(3)可以看出,要降低Jth就要減小d和增大Г,以及增大L。但是,我們從圖5中可以看出,要想增大Г則需要增大d。因而,要同時減小和增大Γ是不可能的。同樣,增加L可以降低Jth,但是從式(4)可知,增加L不會使ηD降低,因此對結構參數的選擇就需要兼顧Jth和d,我們取d=1.0～1.5,L=400～500μm。半導體激光二極管<光學>

11/21/2022214.11ηd：外微分量子效率(單位：mW/mA)半導體激光ηd：外微分量子效率半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202222ηd：外微分量子效率半導體激光二極管<光學參數>

114.12λp/λc/λmean/Δλ：峰值波長/中心波長/平均波長/光譜半寬

定義：在LD規定的光輸出功率下，光譜內若干發射模式中最大強度的光譜波長被定義為峰值發射波長在發射光譜中，連接-3dB最大幅度值線段的中心點所對應的波長定義為中心波長在發射光譜中，將幅度大于峰值2%的所有光譜模式的加權平均值定義為平均波長在LD規定的光輸出功率下，主模中心波長的最大峰值功率下降-3dB時的

最大全寬定義為光譜半寬。

半導體激光二極管<光學參數>

11/21/2022234.12λp/λc/λmean/Δλ：峰值波長/中注：對于F-PLD，ITU－T－957建議的最大均方根（RMS）定義為光譜寬度對于DFBLD，ITU－T－957建議的最大-20dB寬度為光譜寬度但是，通常我們是3dB時候來確定光譜寬度注：ITU-T--國際電信聯合會半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202224注：半導體激光二極管<光學參數>11/21/F-P腔光譜曲線圖半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202225F-P腔光譜曲線圖半導體激光二極管<光學參數>11/21/DFB光譜曲線圖半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202226DFB光譜曲線圖半導體激光二極管<光學參數>11/21/2λ:LD波長半導體激光二極管<光學參數>

式中：h—普朗克常數：6.626x10-34e—電子電荷：1.6x10-19c—光速：≈3×105Km/sEg—半導體材料帶隙能量(該參數與摻雜有關，如1310nmLD，хIn=0.26mg)λp=850nm情況，Eg=1.46eVλp=1310nm情況，Eg=0.95eVλp=1550nm情況，Eg=0.8eV11/21/202227λ:LD波長半導體激光二極管<光學參數>

11/21/20λc:中心波長λ1：為第一個峰值波長Ei：為第i個峰值的能量半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202228λc:中心波長半導體激光二極管<光學參數>:平均波長定義：是指所有光譜模式的加權平均值，把幅射度大于峰值2%的模式均計入λn：為第n個波長Pn：為第n個波長的功率半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202229:平均波長半導體激光二極管<光學參數>

Δλ：光譜半寬(FullWidthatHalfMaximum-FWHM)

n:材料介質折射率從式中可以看出Δλ與LD腔長有關

半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202230Δλ：光譜半寬(FullWidthatHalfMaxSigmaσ：光譜半寬(單位：nm)對于FPLD類產品來說，ITU-T-957建議用最大均方根(RMS)寬度定義為光譜寬度。

λi—為第i個峰值的波長

Pi—為第i個峰值的功率

Po—為所有峰值的功率

半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202231Sigmaσ：光譜半寬(單位：nm)半導體激光二極管<光學θ:光束半寬

θ∥:空間光束平行于LDPN結結平面方向最大強度下降3dB時所對應的全寬度定義為平行發散角θ⊥：空間光束垂直于LDP-N結結平面方向最大強度下降3dB時所對應的全寬度定義為垂直發散角用公式表示為：從式中可知：空間光束半寬度與有源層d和有源層寬W有關，d與W赿大，θ∥和θ⊥就赿小半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202232θ:光束半寬半導體激光二極管<光學參數>

θ:光束空間遠埸結構示意圖

半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202233θ:光束空間遠埸結構示意圖半導體激光二極管<光學參數>4.15SMSR：邊模抑制比(單位：dB)(僅對于DFBLD而言)定義：是指在發射光譜中，在規定的輸出光功率和規定的調制(或CW)時最高光譜強度與次高光譜強度之比根據ITU-T-G957要求SMSR≥30dB半導體激光二極管<光學參數>

11/21/2022344.15SMSR：邊模抑制比(單位：dB)半導體激光二極管SMSR曲線說明半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202235SMSR曲線說明半導體激光二極管<光學參數>4.13熱學參數4.13.1LD熱阻：RT(單位：℃/W)RT

定義為加在器件單位電功率所引起的結溫升

半導體激光二極管<熱學參數>

式中:Tj結區溫度;THS熱沉溫度;Pi注入電功率;IF正向注入電流;VF正向結壓降。11/21/2022364.13熱學參數半導體激光二極管<熱學參數>

從上式可知,只要測量出結溫升ΔTj和正向注入電流IF以及正向結壓降VF值,就可計算出RT值對結溫升ΔTj的測量,一般有兩種方法:1)正向壓降法正向壓降法,是根據已知的結電壓隨結溫溫度變化的關系,測量出結電壓的變化來計算結溫升。這種方法簡單易行,但測量結果誤差較大。2)光譜漂移法光譜漂移法,是根據已知的螢光峰值波長隨結溫變化的關系,通過測量峰值波長的變化來計算結溫升。這種方法的測量系統較復雜,但好處在于重復好,數據可靠。這種測量方法,是在大電流下進行的,可以忽略在小電流下的泄漏電流所引起的誤差。

半導體激光二極管<熱學參數>

11/21/202237從上式可知,只要測量出結溫升ΔTj和正向4.13.3波長與溫度的關系：Δλ/ΔT(單位：nm/℃)

峰值波長隨溫度的改變Δλp/ΔT：對F-P-LD，當激光器的溫度升高時，有源區的帶隙將變窄，同時波導層的有效折射率發生改變，峰值波長將向長波長方向移動。約為0.4~0.5nm/℃。對DFB-LD，激射波長主要由光柵周期和等效折射率決定，溫度升高時光柵周期變化很小，所以Δλp/ΔT小于0.1nm/℃。

半導體激光二極管<熱學參數>

11/21/2022384.13.3波長與溫度的關系：Δλ/ΔT(單位：nm/℃)4.14其它參數4.14.1Er：跟蹤誤差(單位：dB)

定義：是指在兩種不同環境溫度下LD的光輸出功率的比值，它是衡量器件(組件)的工作穩定性的重要參數之一。要求Er≤1.5dB

Tc—LD管殼溫度Po—LD輸出功率Im—MPD監視電流

半導體激光二極管<其它參數>

11/21/2022394.14其它參數半導體激光二極管<其它參數>11/21/4.14.2LD啁啾(對于CATV系統用DFB-LD而言)解釋：當調制速率高達數Gbit/s的條件下，輻射波長在調制脈沖的上升沿時向短波方向漂移；而在脈沖下降沿時向長波方向漂移，這種現象就稱為“啁啾”效應。通常情況用二階失真--CSO表示CSO≈60dBc缺點：惡化光纖通信系統的傳輸質量限制通信的中繼距離引起線寬展寬半導體激光二極管<其它參數>

11/21/2022404.14.2LD啁啾(對于CATV系統用DFB-LD而言)4.16EXT：消光比定義：規定光輸出功率Po與閾值電流Ith處的輻射光功率Pth之比要求EXT≥9dB半導體激光二極管<其它參數>

11/21/2022414.16EXT：消光比半導體激光二極管<其它參數>11/4.17tr/tf：上升/下降時間定義：激光器在調制狀態時相對脈沖波形幅度從10%上升到90%時所需的的工作時間為上升時間tr從90%下降到10%時所需的時間為下降時間tf半導體激光二極管<其它參數>

11/21/2022424.17tr/tf：上升/下降時間半導體激光二極管<其它參tr/tf：上升/下降時間半導體激光二極管<其它參數>

11/21/202243tr/tf：上升/下降時間半導體激光二極管<其它參數>114.18RIN:相對強度噪聲(僅對CATV用LD而言)定義：每赫茲帶寬激光光強波動的均方根值與平均光功率之比

(對于CATV傳輸而言，要求RIN≤-150dB/Hz)

式中：ΔP—光強度波動功率P—平均光強度功率半導體激光二極管<其它參數>

11/21/2022444.18RIN:相對強度噪聲(僅對CATV用LD而言)半導4.19fc:載止頻率定義：截止頻率就是調制包絡線下降3dB所對應的點的頻率。半導體激光二極管<其它參數>

11/21/2022454.19fc:載止頻率半導體激光二極管<其它參數>115LD的調制方式調制信號

信號強弱半導體激光二極管<調制>

11/21/2022465LD的調制方式半導體激光二極管<調制>11/21/2強度調制(或調制深度)

LD輸出光功率的調制深度是指最大調制光功率和最小調制光功率之差值。通常它被表示為光功率的百分數。它是通過眼圖而獲得的參數之一。偏置電流是在Ith之上。驅動電流置于能產生50%是最大額定輸出功率。注：強度調制和頻率調制會導致譜線的動態展寬半導體激光二極管<參數>

11/21/202247強度調制(或調制深度)半導體激光二極管<參數>11/21/LD的調制特性半導體激光二極管<參數>

11/21/202248LD的調制特性半導體激光二極管<參數>11/21/2022第一部分半導體激光器簡介第二部分半導體激光器基本工藝第三部分半導體激光器光電參數第四部分半導體激光器可靠性半導體激光二極管11/21/202249第一部分半導體激光二極管11/21/202213、激光器參數種類3.1電學參數閾值電流--Ith正向電流--IF正向電壓—VF反向電壓—VBR半導體激光二極管<參數>

11/21/2022503、激光器參數種類半導體激光二極管<參數>11/21/20微分串聯電阻—Rs監視電流—ImMPD暗電流--ID

半導體激光二極管<參數>

11/21/202251微分串聯電阻—Rs半導體激光二極管<參數>11/21/23.2光學參數輸出功率--Po峰值波長--λp光譜半寬—Δλ邊模抑制比—SMSR(僅對DFBLD)光束半角—θ消光比—EXT半導體激光二極管<參數>

11/21/2022523.2光學參數半導體激光二極管<參數>11/21/2023.3熱學參數LD熱阻：RTLD特征溫度：T0

發射波長與溫度的關系參數：Δλ(nm/℃)半導體激光二極管<熱學參數>

11/21/2022533.3熱學參數半導體激光二極管<熱學參數>11/21/3.3其它參數跟蹤誤差--TE相對強度噪聲--RIN上升/下降時間—tr/tf載止頻率--fc半導體激光二極管<參數>

11/21/2022543.3其它參數半導體激光二極管<參數>11/21/204.參數說明4.1Ith—閾值電流定義：在正向電流注入下，LD開始振蕩(開始發出激光)時所需要的電流測量Ith的方法有三：雙斜率法—兩條直線延長線交點所對應電流軸的電流遠埸法—用變象管熒屏觀察光譜法—從發射的光譜圖上確定Ith半導體激光二極管<電學參數>

11/21/2022554.參數說明半導體激光二極管<電學參數>11/21/20典型P-I/V-I/I-Im曲線達到閾值時的必要條件式中：αi腔體內部損耗系數L：LD腔長R1R2：LD端面反射系數半導體激光二極管<電學參數>

11/21/202256典型P-I/V-I/I-Im曲線半導體激光二極管<電學參數>4.2IF--工作電流定義：在規定激光器的輸出功率下所對應電流軸的電流值(IF=Ith+ΔI)半導體激光二極管<電學參數>

11/21/2022574.2IF--工作電流半導體激光二極管<電學參數>114.3VF/Vop--正向導通電壓/正向工作電壓定義：

在正向驅動電流IF=1mA時所對應X軸交點處的值即為VF在正向驅動電流IF=Ith+20mA時所對應X軸交點處的值即為Vop半導體激光二極管<電學參數>

11/21/2022584.3VF/Vop--正向導通電壓/正向工作電壓半導體激光VF/VOP:正向導通電壓/正向工作電壓半導體激光二極管<電學參數>

11/21/202259VF/VOP:正向導通電壓/正向工作電壓半導體激光二極管<電4.4VBR/IR--反向擊穿電壓/反向電流定義：在規定的反向電流下所對應于U軸(x軸)的反向電壓值就是VBR在規定的反向電壓下所對應于I軸(y軸)的電流就是反向電流IR(μA)半導體激光二極管<電學參數>

11/21/2022604.4VBR/IR--反向擊穿電壓/反向電流半導體激光二極VBR:反向擊穿電壓半導體激光二極管<電學參數>

VBR11/21/202261VBR:反向擊穿電壓半導體激光二極管<電學參數>VBR114.6RS微分串聯電阻(單位：Ω)半導體激光二極管<電學參數>

ΔVΔII-VP-II-Im11/21/2022624.6RS微分串聯電阻(單位：Ω)半導體激光二極管<電學參公式表達式為：

從式中可以看出：要想降低Rs，就必須減小ΔV要想減小ΔV，就必須提高表面濃度和增加表面接觸面積以及提高表面附著力半導體激光二極管<電學參數>

11/21/202263公式表達式為：半導體激光二極管<電學參數>4.7Im:監視電流(單位：μA)通過MPD檢測到的LD在規定(Ith+20mA)的光輸出功率下，在給定的MPD反向電壓(Vb=5V)時所檢測到的LD背向輸出光功率的光電流值作用：在模塊應用中執行自動功率控制（APC）取值：Ｉm=300～800μA半導體激光二極管<電學參數>

11/21/2022644.7Im:監視電流(單位：μA)半導體激光二極管<電學參4.8Id:MPD暗電流(單位為nA)它是指MPD無光照時，在規定的反向電壓(Vb=5V)下所產生的熱電流—為暗電流。暗電流與溫度呈線性增加，與足夠大的反向偏壓無關(即：Vb＜VBR情況)。半導體激光二極管<電學參數>

11/21/2022654.8Id:MPD暗電流(單位為nA)半導體激光二極管<電4.9Po：光輸出功率(單位：mW)定義：當LD正向偏置時，在規定的工作電流（Ith+20mA）下所探測到的輸出光功率值

半導體激光二極管<光學參數>

P-IIth=6.9mAPo=5.6mW11/21/2022664.9Po：光輸出功率(單位：mW)半導體激光二極管<光學4.10Pth：閾值光輸出功率(單位mW)定義：閾值以下自發輻射的光輸出功率定義為閾值光輸出功率

半導體激光二極管<光學參數>

11/21/2022674.10Pth：閾值光輸出功率(單位mW)半導體激光二極管4.11ηd：外微分量子效率(單位：mW/mA)定義：閾值以上P-I曲線線性段dI/dP之比，它是衡量器件把注入的電子-空穴對轉換成向外發射光子(輸出功率)的效率。用公式可表示為：式中：η受激—受激發射的內量子效率αi—腔體內部損耗L–器件腔長R—器件端面反射半導體激光二極管<光學參數>

11/21/2022684.11ηd：外微分量子效率(單位：mW/mA)半導體激光4.11ηd：外微分量子效率(單位：mW/mA)ηi為內微分量子效率;αi為腔體損耗;L為激光器腔長;R為腔體端面反射率;Г為光限制因子;A、B為增益系數;d為有源層厚度。從式(3)可以看出,要降低Jth就要減小d和增大Г,以及增大L。但是,我們從圖5中可以看出,要想增大Г則需要增大d。因而,要同時減小和增大Γ是不可能的。同樣,增加L可以降低Jth,但是從式(4)可知,增加L不會使ηD降低,因此對結構參數的選擇就需要兼顧Jth和d,我們取d=1.0～1.5,L=400～500μm。半導體激光二極管<光學>

11/21/2022694.11ηd：外微分量子效率(單位：mW/mA)半導體激光ηd：外微分量子效率半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202270ηd：外微分量子效率半導體激光二極管<光學參數>

114.12λp/λc/λmean/Δλ：峰值波長/中心波長/平均波長/光譜半寬

定義：在LD規定的光輸出功率下，光譜內若干發射模式中最大強度的光譜波長被定義為峰值發射波長在發射光譜中，連接-3dB最大幅度值線段的中心點所對應的波長定義為中心波長在發射光譜中，將幅度大于峰值2%的所有光譜模式的加權平均值定義為平均波長在LD規定的光輸出功率下，主模中心波長的最大峰值功率下降-3dB時的

最大全寬定義為光譜半寬。

半導體激光二極管<光學參數>

11/21/2022714.12λp/λc/λmean/Δλ：峰值波長/中注：對于F-PLD，ITU－T－957建議的最大均方根（RMS）定義為光譜寬度對于DFBLD，ITU－T－957建議的最大-20dB寬度為光譜寬度但是，通常我們是3dB時候來確定光譜寬度注：ITU-T--國際電信聯合會半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202272注：半導體激光二極管<光學參數>11/21/F-P腔光譜曲線圖半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202273F-P腔光譜曲線圖半導體激光二極管<光學參數>11/21/DFB光譜曲線圖半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202274DFB光譜曲線圖半導體激光二極管<光學參數>11/21/2λ:LD波長半導體激光二極管<光學參數>

式中：h—普朗克常數：6.626x10-34e—電子電荷：1.6x10-19c—光速：≈3×105Km/sEg—半導體材料帶隙能量(該參數與摻雜有關，如1310nmLD，хIn=0.26mg)λp=850nm情況，Eg=1.46eVλp=1310nm情況，Eg=0.95eVλp=1550nm情況，Eg=0.8eV11/21/202275λ:LD波長半導體激光二極管<光學參數>

11/21/20λc:中心波長λ1：為第一個峰值波長Ei：為第i個峰值的能量半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202276λc:中心波長半導體激光二極管<光學參數>:平均波長定義：是指所有光譜模式的加權平均值，把幅射度大于峰值2%的模式均計入λn：為第n個波長Pn：為第n個波長的功率半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202277:平均波長半導體激光二極管<光學參數>

Δλ：光譜半寬(FullWidthatHalfMaximum-FWHM)

n:材料介質折射率從式中可以看出Δλ與LD腔長有關

半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202278Δλ：光譜半寬(FullWidthatHalfMaxSigmaσ：光譜半寬(單位：nm)對于FPLD類產品來說，ITU-T-957建議用最大均方根(RMS)寬度定義為光譜寬度。

λi—為第i個峰值的波長

Pi—為第i個峰值的功率

Po—為所有峰值的功率

半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202279Sigmaσ：光譜半寬(單位：nm)半導體激光二極管<光學θ:光束半寬

θ∥:空間光束平行于LDPN結結平面方向最大強度下降3dB時所對應的全寬度定義為平行發散角θ⊥：空間光束垂直于LDP-N結結平面方向最大強度下降3dB時所對應的全寬度定義為垂直發散角用公式表示為：從式中可知：空間光束半寬度與有源層d和有源層寬W有關，d與W赿大，θ∥和θ⊥就赿小半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202280θ:光束半寬半導體激光二極管<光學參數>

θ:光束空間遠埸結構示意圖

半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202281θ:光束空間遠埸結構示意圖半導體激光二極管<光學參數>4.15SMSR：邊模抑制比(單位：dB)(僅對于DFBLD而言)定義：是指在發射光譜中，在規定的輸出光功率和規定的調制(或CW)時最高光譜強度與次高光譜強度之比根據ITU-T-G957要求SMSR≥30dB半導體激光二極管<光學參數>

11/21/2022824.15SMSR：邊模抑制比(單位：dB)半導體激光二極管SMSR曲線說明半導體激光二極管<光學參數>

11/21/202283SMSR曲線說明半導體激光二極管<光學參數>4.13熱學參數4.13.1LD熱阻：RT(單位：℃/W)RT

定義為加在器件單位電功率所引起的結溫升

半導體激光二極管<熱學參數>

式中:Tj結區溫度;THS熱沉溫度;Pi注入電功率;IF正向注入電流;VF正向結壓降。11/21/2022844.13熱學參數半導體激光二極管<熱學參數>

從上式可知,只要測量出結溫升ΔTj和正向注入電流IF以及正向結壓降VF值,就可計算出RT值對結溫升ΔTj的測量,一般有兩種方法:1)正向壓降法正向壓降法,是根據已知的結電壓隨結溫溫度變化的關系,測量出結電壓的變化來計算結溫升。這種方法簡單易行,但測量結果誤差較大。2)光譜漂移法光譜漂移法,是根據已知的螢光峰值波長隨結溫變化的關系,通過測量峰值波長的變化來計算結溫升。這種方法的測量系統較復雜,但好處在于重復好,數據可靠。這種測量方法,是在大電流下進行的,可以忽略在小電流下的泄漏電流所引起的誤差。

半導體激光二極管<熱學參數>

11/21/202285從上式可知,只要測量出結溫升ΔTj和正向4.13.3波長與溫度的關系：Δλ/ΔT(單位：nm/℃)

峰值波長隨溫度的改變Δλp/ΔT：對F-P-LD，當激光器的溫度升高時，有源區的帶隙將變窄，同時波導層的有效折射率發生改變，峰值波長將向長波長方向移動。約為0.4~0.5nm/℃。對DFB-LD，激射波長主要由光柵周期和等效折射率決定，溫度升高時光柵