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无线光通信以激光作为信息载体,具有高带宽、低成本、无频谱管制的特点,近年来已经引起了人们的广泛重视。半导体激光器(LD)和PIN光电探测器(PIN-PD)作为无线光通信系统以及高速信息传输领域重要的发射和接收器件,其工作特性的优劣直接影响着整个通信系统的性能,因此对半导体激光器和PIN光电探测器的动态响应特性进行研究具有重要的意义。本文主要内容如下:1.基于速率方程,建立了双异质结半导体激光器(DH-LD)的等效电路模型,求解了驰豫振荡频率的解析表达式。利用Pspice通用电路仿真软件对半导体激光器的调制响应特性、脉冲响应特性和输入输出特性进行了仿真,这些基本特性能正确反映实际器件的工作情况。在此基础上,分析了驰豫振荡频率参数对激光器调制响应特性和脉冲响应特性的影响,讨论了封装寄生参量构成的谐振电路对激光器调制响应特性的影响,研究了温度对激光器输入输出特性的影响。2.以载流子速率方程为基础,详细考虑了探测器中存在的各种寄生参量,建立了 PIN光电探测器的等效电路模型。利用Pspice对PIN光电探测器的脉冲响应特性、频率响应特性和电压电流特性进行了仿真。在此基础上,讨论了反偏电压、I区宽度、光敏面面积、芯片寄生参量、封装寄生参量等关键参数对PIN光电探测器脉冲响应特性和频率响应特性的影响,研究了入射光强对探测器电压电流特性的影响。结果表明:(1)对于半导体激光器,增大偏置电流和微分增益系数、减小反射率和增益饱和因子可以抑制脉冲波形失真,提高调制频率;选取合适的封装寄生参量值可以扩展调制带宽;降低温度可以减小阈值电流,增大外微分量子效率。(2)对于PIN光电探测器,增大反偏电压、减小光敏面面积和芯片寄生电容和电阻值、选取合适的I区宽度可以抑制脉冲波形失真,提高频率响应带宽;减小封装寄生电容和电阻值、利用寄生电感的谐振效应可以扩展频率响应带宽;增加光照强度可以增大输出光电流。通过对半导体激光器本研究得到国家自然科学基金(61377080,60977054);陕西省重点产业创新项目的资助(2017ZDCXL-GY-06-01)。和光电探测器的响应特性进行优化,使得整个通信系统实现高速率、高质量的信息传输。