Fabry-Perot型雷射二極體增益之量測

Abstract

我們利用量測Fabry-Perot型雷射二極體的頻譜來達到量測雷射增益的目的。分析增益與電流的關係，我們用量子井條件的費米函數近似與各能態之載子數關係來解釋實驗所得的現象。經由整合其他量測增益的方法，找到雷射的損耗與quasi fermi level separation，得到損耗與臨界電流與外部微分量子效率確實有關的證明。 分光儀的頻譜寬度確實會影響量測出來的數值，當狹縫寬度越大，所得到的數值離真正值越遠，造成誤差。我們所採用修正的方法，確實可以對產生較大誤差的量測結果做修正，因此得到準確的數值。

We have extracted the gain spectrum of Fabry-Perot type laser diode by the measurement of light spectrum. Analyzing the relation of gain and current, we explain the phenomenon we had by the approximate Fermi-Dirac function in quantum well and carrier concentration of each state. Combining the other methods of gain measurement of laser diode, we find out the quasi fermi level separation and loss, and prove that the loss relates the threshold current and the external differential quantum efficiency. The bandpass of monochromator do effects the measurement of gain . With wider slit , error is worse. We developed a method to improve the result we had.By comparing the gain spectrum in different slit width, our improvement works indeed. 中文摘要…………………………………………………………… i 英文摘要………………………………………………………… ii 致謝……………………………………………………………… iii 圖目錄……………………………………………………………… iv 第一章 序論 ……………………………………..……………… 1 1-1 雷射增益量測概論………………………..……………. 1 1.2論文組織………………………………………….……….. 5 第二章 原理………………………………………………………. 5 2-1 雷射二極體原理簡介……………………………………… 6 2-2吸收係數與增益係數……………………………………… 10 2-3增益量測之原理………………………………………….. 14 第三章 量測結果與討論…………………………………………. 17 3-1量測方法概論…………………………………………….. 17 3-2量測結果與計算…………………………………….……. 20 3-2-1 增益之量測結果…………………………….…… 20 3-2-2固定波長的增益…………………………….……. 21 3-2-3 quasi fermi level separation與α的計算…. 22 3-2-4折射率與波長的關係…………………………….. 24 第四章 量測結果之修正..………………………………………. 26 4-1 Fabry-Perot共振腔…………………………………….. 26 4-2分光儀色散特性 ………………………………………… 30 4-3 修正之進行程序…………………………………………… 34 4-4修正之計算與結果 ……………………………………….. 37 第五章 結論與展望………………………………………………. 39 參考文獻…………………………………………………………… 41