光纤通信答案

第二章光纤通信参考答案11.半导体激光器发射光子的能量近似等于材料的禁带宽度，已知GaAs材料的Eg=1.43eV，某一InGaAsP材料的Eg=0.96eV，求它们的发射波长。(eV是能量单位，表示一个电子在1伏特电压差下所具有的能量)解：ghE3487196.62610()310(/)8.688100.86881.431.610ghcJsmsmmEJInGaAsP材料，3486196.62610()310(/)1.294101.2940.961.610ghcJsmsmmEJ12.一半导体激光器，谐振腔长L=300μm，工作物质的损耗系数α=1mm-1，谐振腔两端镜面的反射率R1R2=0.33×0.33，求激光器的阈值增益系统γth。若后镜面的反射率提高到R2=1，求阈值时的增益以及阈值电流的变化。解：121theRR116121111ln1mmln4.6955mm20.330.33230010mthlRRR2=1时，116121111ln1mmln2.8478mm20.331230010mthlRR阈值电流变小13.一半导体激光器，阈值电流60mAthI，9410ssp，12210sph，注入幅度为90mA的阶跃电流脉冲，求：瞬态过程中张弛震荡的频率和衰减时间；电光延迟时间解：震荡的角频率99121190mA117.910/60mA410s210sspphthjradsj91.26102wfHz衰减系数12spthjj，衰减时间0199060mA22410s5.310s90mAthspjj电光延迟时间9990ln410sln4.3910s9060dspthjtjj16.对于双异质结激光器，sp为自发复合的寿命时间，自发辐射速率spspRn。求解稳态速率方程组，证明下列关系式是其稳态解。（1）当0,thspednjjj（2）当0,phththjjsjjed解：速率方程组为0()()()()()()()()()spspphdntjRngnstdteddststgnstRndt达到稳态时，可以写为000spphspjngsedsngs其中，n和s分别表示电子密度和光子密度的稳态值。thjj时，受激复合与自发复合项相比较小，光场很弱，有0s，则有00spjned因此有0,thspednjjjthjj时，有0ththspednj，当激光器激射以后，受激辐射占主导地位，∝通常很小，大约为3510~10量级，因而可以忽略自发复合项，即有0phsgs因此有1thphgg表明激光器达到阈值以后，增益函数达到饱和，不再随注入电流而变化。而增益函数的饱和说明腔内电子密度被锁定在饱和值thn，因而使自发发射速率也达到饱和。thjj时，因为g饱和，故有00ththspnjgsed0ththphspnsgs两个式子相加并忽略自发复合项后，有00thspphnjsed将0thspthjned代入后得到000thphjjseded因此有0phthsjjed1.已知某LD的特征温度为720K（开氏温度），而且在200C时，阈值电流Ith=16mA；求在700C时该LD的阈值电流。解：00expthITITT,00/expthIITTT121020expexpththITITTTTT,2021211100expexpexpthththTTTTITITITTTT234329316mAexp32.04mA72thIT