پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
چکیده
در این مقاله ما یک مدل حرارتی ساده از مشخصه های جریان-نور (LI) لیزر حفره-عمودی انتشار-سطحی را بر مبنای معادله ی سرعت، ارایه می دهیم. این مدل را می توان در شبیه سازهای مداری خوانوداده ی SPICE، شامل HSPICE پیاده سازی کرده و ویژگی های کلیدی VCSEL را شبیه سازی کرد. نتایج بطور مطلوبی با اطلاعات تجربی یک دستگاه که در نوشتجات پیشین آورده شده بود، قابل مقایسه می باشد. این مدل آزمایشی بویژه برای طراحی های کامپیوتری (CAD) مناسب بوده و بطور شگفت آوری طراحی سیستم های ارتباطی نوری را ساده می سازد.
کلیدواژه ها: نشتی حامل، لیزرهای حفره-عمودی انتشار-سطحی (VCSEL)، معادله سرعت، مدل حرارتی، شبیه سازی SPICE.
مقدمه
لیزرهای حفره-عمودی انتشار سطحی (VCSELها) نسل جدید از لیزرهای نیمه هادی هستند که بطور قابل ملاحظه ای با لیزرهای انتشار-لبه ای مرسوم متفاوت می باشند. در سال های اخیر مشخصه های VCSELها بطور چشم گیری بهبود یافته است. VCSELهای امروزی دارای چگالی جریان آستانه ی کم و خروجی توان زیاد می باشند. همچنین، نمودار پرتو خروجی دایره ای آنها و نیز مناسب بودنشان برای مجتمع سازی در آرایه های دو-بعدی، از آنها انتخاب های بسیار امیدوار کننده ای برای ارتباطات نوری کم-بازه و اتصالات نوری، می سازد.
بنابر مقاومت بالای بدست آمده از بازتابنده های براگ توزیع شده (DBR) و تلفات گرمای کم آنها، VCSELها واستگی شدیدی به اثرات گرمایی آنها دراند. اثر دما بر روی لیزرهای نیمه هادی فاکتور بسیار مهمی است که باید در طراحی لیزر و کاربرد آن بدان توجه شود. پرواضح است که به منظور طراحی لیزرهای VCSL با عملکرد بهتر، توانایی مدل کردن لیزر با اثرات نوری، الکتریکی و گرمایی بسیار حایز اهمیت می باشد.
Rate-equation-based VCSEL thermal model and simulation*
LIU Jie†1,2, CHEN Wen-lu1, LI Yu-quan2
(1Jiangnan Institute of Computing Technology, Wuxi 214083, China)
(2Institute of Communications Engineering, PLA Univ. of Sci. & Tech., Nanjing 210007, China)
†E-mail: flybirdlj@163.com
Received Apr. 10, 2006; revision accepted Aug. 21, 2006
Abstract: In this paper, we present a simple thermal model of Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser (VCSEL) light-current (LI)
characteristics based on the rate-equation. The model can be implemented in conventional SPICE-like circuit simulators, including
HSPICE, and be used to simulate the key features of VCSEL. The results compare favorably with experimental data from a device
reported in the literature. The simple empirical model is especially suitable for Computer Aided Design (CAD), and greatly simplifies the design of optical communication systems.
Key words: Carrier leakage, Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (VCSELs), Rate-equation, Thermal model, SPICE simulation
doi:10.1631/jzus.2006.A1968 Document code: A CLC number: TN2
این فایل ورد ترجمه در 13 صفحه و فایل اصلی لاتین pdf مقاله در 5 صفحه به خدمتتون ارائه میشود.