بررسی، تحلیل معادلات نرخ و طراحی لیزر تابش از سطح با کاواک عمودی

چکیده مقاله

لیزر VCSEL لیزر تابش از سطح با کاواک عمودی است که مزایای فراوانی در مقایسه با لیزرهای تابش از لبه دارد. طول موج
1550 nm برای کاربردهای مخابراتی و ارسال اطلاعات مورد نیاز است. اگرچه ساخت لیزر VCSEL مبتنی بر InP هزینه ها و
پیچیدگی های ساخت فراوان دارد، اما بهترین انتخاب ممکن برای این طول موج خواهد بود. از آن جایی که لیزر VCSEL از
لایه های زوج ضریب شکست متناوب به نام رزوناتور DBR تشکیل شده و نیازمند تعداد لایه های زیاد ) 03 03 لایه( برای -
رسیدن به بازتابش بالا است. در چند سال اخیر تحقیقاتی بر روی رزوناتورها صورت گرفته و به این نتیجه رسیده شده که در
صورتی که یک ماده تک لایه به صورت میله میله، که ایجاد اختلاف ضریب شکست زیاد در آن لایه را منجر می شود، در
قسمت DBR بالایی قرار گیرد، علاوه بر رساندن میزان بازتابش به اندازه بیش از 99.9% ، که در VCSEL های معمول
دستیابی به آن تقریبا غیر ممکن است، میزان تعداد DBR های بالایی نیز به شدت کاهش پیدا می کند) 0 2 لایه( و دارای -
مزایای دیگری چون کنترل قطبش، عدم انتشار مودهای عرضی و پایین آمدن هزینه های ساخت است. در این مقاله )که
برگرفته از پایان نامه کارشناسی ارشد بنده است( لیزر VCSEL مبتنی بر HCG طول موج 1550 nm را که بر پایه InP است
معرفی کرده و پارامترهای تجربی بدست آمده برای طراحی این مدل لیزر را ارائه کرده ایم، سپس با استفاده از تابع RCWA
نرم افزار متلب میزان بازتابش بر حسب طول موج این لیزر را در محدوده طول موج بررسی کردیم، سپس به بررسی معادلات
نرخ لیزر VCSEL پرداخته و نمودار چگالی حامل و چگالی فوتون را برای لیزر طراحی شده ارائه نموده ایم و همچنین اثرات
افزایش و کاهش هر یک از پارامترها را بر روی نمودار چگالی حامل و چگالی فوتون مشاهده نمودیم، این قسمت از شبیه سازی
ها با استفاده از روش حل معادلات دیفرانسیل، روش تفاضل محدود ) FDM ( در نرم افزار متلب انجام شده است.

دریافت لینک دانلود مقاله