发布时间 : 星期六 文章通信光电子课程设计---LD的建模及其恒定功率驱动电路的设计更新完毕开始阅读
中需要的各种激励信号源。包括瞬态分析中需要的脉冲、分段线性、调幅正弦、调频、指数等5种信号波形和逻辑模拟中需要的时钟、脉冲、总线等各种信号。
3. 模型参数提取软件：其主要功能是提取来自厂家的器件的数据信息，生成PSpice模拟时所需要的模型参数。因为尽管PSpice A/D模型库中提供了一万多种元器件和单元集成电路的模型参数，但在实际应用中仍有用户需要采用未包括在模型参数库中的元器件，这时ModelED软件就显得至关重要。
4. 波形显示和分析模块：其主要功能是将PSpice的分析结果用图形显示出来。不仅能显示电压、电流这些基本电路参量的波形，还可以显示由基本参量组成的任意表达式的波形，所以有“示波器”之称。该模块还能对模拟结果进行再加工，以提取更多的信息。
5. 优化程序：其主要功能是自动调整元器件的参数设计值，使电路的特性得到改善，实现电路的优化设计。
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三、半导体激光器
1. 半导体激光器分类
除了普通的双异质LD外，再改进LD的性能方面，人们作出了很大的努力，出现了多种性能更优的半导体激光器，下面简单的介绍几种类型。
(1). 分布反馈式半导体激光器(DFB-LD) 之前的的半导体激光器的谐振腔是由两个平行的天然晶体解里面被抛光成反射镜面，形成F-P腔。这种结构容易产生多纵模振荡或模式跳变。为了实现稳定的单模振荡，必须使各纵模的增益差别增大，为此实现了一种无谐振腔镜面的半导体激光器，这就是分布反馈式激光器半导体激光器(DFB-LD)。其是在光纤通信中发现的，由于能获得单频输出、单模输出，更容易与光缆、光纤耦合，有利于实现高速、大容量信息的传输。
(2). 量子阱激光器(QW-LD) 在垂直于有源层方向上，载流子的动能可用量子化能量表示，类似于量子力学的一维势阱问题，这种超波层人造周期性结构称为超晶格结构，由于在一维方向上对带电粒子具有约束作用，因此，把这种结构称为量子阱。 2. 半导体激光器工作原理
工作物质为半导体晶体的一类激光器，称为半导体激光器。其激励方式主要分为电注入式、电子束激励式和光泵浦式三种。绝大多数半导体激光器的激励方式是电注入式，即给PN结加正向电压，使得结平面区域产生受激发射。这犹如一个正向偏置的二极管，因此半导体激
9 光器又称为激光二极管。
如图所示，简单的半导体激光器由带隙能量较高的P型和N型半导体材料和一层很薄的有源层构成。在PN结加上正向偏置电压后，电子从N区向P区流动，空穴从P区向N区流动，在作用区内，电子和空穴复合产生光子。当注入电流较小时，注入结区的电子和空穴数目较少，此时只能自发辐射（荧光），光向四面八方传播：当注入电流大到一定程度时，便向外输出激光。
图半导体激光器的结构
因此，半导体激光器是一种相干辐射光源，要使它能产生激光，必须具备三个基本条件：
(1). 增益条件:建立起激射媒质(有源区)内载流子的反转分布。在半导体中代表电子能量的是由一系列接近于连续的能级所组成的能带，因此在半导体中要实现粒子数反转，必须在两个能带区域之间，处在高能态导带底的电子数比处在低能态价带顶的空穴数大很多，这靠给同质结或异质结加正向偏压，向有源层内注人必要的载流子来实现，将电子从能量较低的价带激发到能量较高的导带中去。当处于粒子数反
10 转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用。
(2). 要实际获得相干受激辐射，必须使受激辐射在光学谐振腔内得到多次反馈而形成激光振荡，激光器的谐振腔是由半导体晶体的自然解理面作为反射镜形成的，通常在不出光的那一端镀上高反多层介质膜，而出光面镀上减反膜.对F-P腔(法布里-帕罗腔)半导体激光器可以很方便地利用晶体的与P-N结平面相垂直的自然解理面构成F-P腔。 (3). 为了形成稳定振荡，激光媒质必须能提供足够大的增益，以弥补谐振腔引起的光损耗及从腔面的激光输出等引起的损耗，不断增加腔内的光场.这就必须要有足够强的电流注入，即有足够的粒子数反转，粒子数反转程度越高，得到的增益就越大，即要求必须满意一定的电流阀值条件。当激光器达到阀值，具有特定波长的光就能在腔内谐振并被放大，最后形成激光而连续地输出。 3. 半导体激光器的P-I特性
若半导体激光器注入电流I，其两端会产生正向电压U，非平衡载流子复合后将产生光功率P，激光器的静态工作特性主要是端电压U和注入电流I的特性曲线，输出光功率随注入电流变化的P-I特性曲线以及光谱特性。半导体激光器的这一特性可以反映出其PN结特性的优劣，通过大电流下的正向V-I特性可估算出串联电阻。下图是典型半导体激光器V-I特性曲线示意图。
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