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本工作对两种微腔结构的半导体激光器进行讨论。从量子电动力学的观点出发,考虑具有Bragg反射镜的平面微腔结构,以量子阱的偶极子作为自发发射源,定量讨论各结构参数对自发发射的辐射强度的角向分布、自发发射因子和相对寿命的影响;对于具有氧化层的圆柱型微腔半导体激光器,采用Demeulenaere提出的基于麦克斯韦方程组矢量解的全光模型,对其模式特性进行研究,得到阈值增益、模式波长随微腔结构详细的变化规律;从信噪比增益角度,讨论了微腔半导体激光器的抗噪声性能。具体结果如下:
本文就平面结构微腔半导体激光器的自发发射特征物理量分别随腔介质折射率nc、腔长Lc、Bragg镜周期数、Bragg镜层长、折射率搭配和左右均匀介质位置的变化进行了讨论。数值结果表明,前5个结构参数对激光器的辐射分布、自发发射因子和自发发射寿命均有较强的影响。
本文对圆柱形结构情况进行了数值模拟,得到了振荡波长、阈值增益随激光器内外半径、Bragg反射镜层折射率、周期数以及氧化孔径层厚度、位置和氧化物折射率的详细变化规律。
对语音调制情况,如带通滤波器的通带范围取为300Hz-3400Hz,则激光器的抗噪声性能基本不依赖于偏置电流和腔内参数;当带通滤波器的通带范围增大到一定程度,调整偏置电流和腔内参数可以实现半导体激光器的高抗噪声性能。