근사화된 캐리어 이동 모델을 이용한 MQW LD의 동적 특성 해석

Analysis of MQW LD dynamics using an approximate carrier transport model

본 논문에서는 다중 양자 우물 레이저 다이오드의 동적 특성을 해석하기 위해 정공에 의해 캐리어 전송이 주관된다는 가정 하에 새로운 형태의 비율방정식을 제시하였다. 제시된 비율방정식을 바탕으로 다중 양자 우물 레이저 다이오드의 직류 과도 응답 및 교류 주파수 응답의 해석을 시도하였다. 이로부터, 정상상태에서 우물간 캐리어 전송 효과의 영향으로 우물마다 캐리어 농도가 불균일함을 확인하였다. 또한 우물의 개수가 많아지면 우물간의 캐리어 전송의 영향으로 변조속도가 제한될 수 있으며, InGaAlAs 전위 장벽이 이러한 점을 개선하는데 유리함을 확인하였다. 고속 직접 변조를 위한 다중 양자 우물 레이저 다이오드의 최적화된 구조 설계시, 본 논문에서 제시된 해석 방법은 유용하게 사용될 것으로 기대된다.

A new set of MQW LD rate equations is proposed that include the interwell carrier transport effect assuming it is dominated by holes. Solving the rate equations, the DC transient response of MQW was obtained and it was shown that uneven carrier concentrations exist due to the interwell carrier transport effect. In addition, it was found that the large number of quantum wells can limit the LD modulation speed and InGaAlAs barriers with smaller valence band offsets can have larger modulation speeds. It is expected that the proposed rate equations can find useful applications in designing the optimal MQW LD structures for high speed applications.