DFB 반도체 레이저의 직접 주파수변조(DFM) 특성의 전기적 회로모델에 관한 연구

A Study on the Electric Circuit Model for the Direct FM Characteristics of DFB Semiconductor Lasers

  • 정순구 (서울시립대학교 대학원 전자공학과) ;
  • 전광석 (주성전문대 전자통신과) ;
  • 홍완희 (서울시립대학교 대학원 전자공학과)
  • 발행 : 1994.12.01

초록

본 논문에서는 DFB 반도체 레이저의 직접 주파수변조 응답특성에 대한 새로운 전기적 회로모델을 제시하였다. 특히 본 논문에서는 캐리어농도의 변조효과뿐만 아니고 온도변조효과에 따른 DFB 반도체 레이저의 변조특성을 동시에 고려함으로써 DC에서 수 GHz의 변조주파수 범위에 이르는 주파수응답특성을 얻을 수 있었다. 온도변조효과에 의한 주파수응답특성은 레이저 다이오드의 구조로부터 회로모델링하여 기존의 실험치와 비교하였으며, 캐리어농도변조효과에 이한 회로모델링은 DFB 레이저의 율방정식(rate equations)을 선형화함으로써 소신호 회로모델을 구하고 이를 기존의 수치해석에 의해 제시된 결과치와 비교하여 전체적인 주파수응답특성이 잘 일치함을 알 수 있었다.

In this paper we present for the first time the electric circuit model for direct frequrncy modulation(FM) response of the conventional distributed-feedback(DFB) semiconductor laser diodes. Especially, in this paper, the proposed model includes not only the carrier density modulation effect, but also the temperature modulation effect determining the DFM characteristics of DFB characteristics of DFB semiconductor lasers. The DFM response due to injection current modulation was obtained as a function of modulation frequency from DC to a few GHz. The circuit model representing the temperature modulation effect is obtained from the structure of DFB LD chip and the simulation results are compared with the published experimental results. The circuit model representing the temperature modulation effect is obtained from the structure of DFB LD chip and the simulation results are compared with the published experimental results. The circuit model representing carrier density modulation effect is obtained from the rate equations of DFB lasers and the simulation results are compared with the results that were obtained by the conventional numerical analysis approach. The results showed good agreements.

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