通过LD速率方程组的瞬态解得到的张弛振荡频率ω,及其幅度衰 减时间τ和电光延迟时间t的表达式为 2 (4.2) In (4.3) 式中,τ是张弛振荡幅度衰减到初始值的1/e的时间,j和j分别 为注入电流密度和阈值电流密度。τ和分别为电子自发复合寿 命和谐振腔内光子寿命。在典型的激光器中,τp109,τpm21012s, 即τ sp ph
1 2 ( 1)] 1 = [ − sp ph t h j j w (4.1) j j th o sp = 2 (4.2) t h d sp j j j t − = ln (4.3) 式中，τo是张弛振荡幅度衰减到初始值的1/e的时间，j和j th分别 为注入电流密度和阈值电流密度。τsp和τph分别为电子自发复合寿 命和谐振腔内光子寿命。在典型的激光器中，τsp≈10-9 s, τph≈10-12s， 即τspτph。 通过LD速率方程组的瞬态解得到的张弛振荡频率ωr及其幅度衰 减时间τo和电光延迟时间td的表达式为：
由式(41)式(4.3)可以看到: (1)张弛振荡频率o-随τn、τ的减小而增加,随j的增加而 增加。这个振荡频率决定了LD的最高调制频率 (2)张弛振荡幅度衰减时间τ与τ为相同数量级,并随j的 增加而减小。 (3)电光延迟时间t与τ为相同数量级,并随j的增加而减小 (>lth) 由此可见,增加注入电流j,有利于提高张弛振荡频率o, 减小其幅度衰减时间τ,以及减小电光延迟时间t,因此对 LD施加偏置电流是非常必要的
由式(4.1)~式(4.3)可以看到： (1) 张弛振荡频率ωr随τsp、τph的减小而增加，随j的增加而 增加。这个振荡频率决定了LD的最高调制频率。 (2) 张弛振荡幅度衰减时间τo与τsp为相同数量级，并随j的 增加而减小。 (3) 电光延迟时间td与τsp为相同数量级，并随j的增加而减小 (j>jth)。 由此可见，增加注入电流j，有利于提高张弛振荡频率ωr， 减小其幅度衰减时间τo，以及减小电光延迟时间td， LD施加偏置电流是非常必要的
2.自脉动现象 某些激光器在脉冲调制甚至直流驱动下,当注入电流达到 某个范围时,输岀光脉冲出现持续等幅的高频振荡,这种现象 称为自脉动现象,如图45所示。 自脉动频率可达2GHz,严重影响LD的高速调制特性
2. 某些激光器在脉冲调制甚至直流驱动下，当注入电流达到 某个范围时，输出光脉冲出现持续等幅的高频振荡，这种现象 称为自脉动现象，如图4.5所示。 自脉动频率可达2GHz，严重影响LD的高速调制特性
光脉冲 图45激光器自脉冲动现象 自脉动现象是激光器内部不均匀增益或不均匀吸收产生的, 往往和LD的P-I曲线的非线性有关,自脉动发生的区域和P-I曲 线扭折区域相对应
电 脉 冲 光 脉 冲 图4.5 激光器自脉冲动现象 自脉动现象是激光器内部不均匀增益或不均匀吸收产生的， 往往和LD的P - I曲线的非线性有关, 自脉动发生的区域和P - I曲 线扭折区域相对应
41.3调制电路和自动功率控制 数字信号调制电路应采用电流开关电路,最常用的是差分电 流开关电路 图46示出由三极管组成的共发射极驱动电路,这种简单的驱 动电路主要用于以发光二极管[ WTBZLED作为光源的光发射机 数字信号U从三极管Ⅴ的基极输入,通过集电极的电流驱动 LED。 数字信号“0〃码和“1〃″码对应于V的截止和饱和状态,电流 的大小根据对输出光信号幅度的要求确定。 这种驱动电路适用于10Mb/s以下的低速率系统,更高速率 系统应采用差分电流开关电路
4.1.3 调制电路和自动功率控制 数字信号调制电路应采用电流开关电路， 最常用的是差分电 流开关电路。 图4.6示出由三极管组成的共发射极驱动电路，这种简单的驱 动电路主要用于以发光二极管[WTBZ]LED作为光源的光发射机。 数字信号Uin从三极管V的基极输入，通过集电极的电流驱动 LED。 数字信号“0”码和“1”码对应于V的截止和饱和状态，电流 的大小根据对输出光信号幅度的要求确定。 这种驱动电路适用于10 Mb/s以下的低速率系统，更高速率 系统应采用差分电流开关电路