半導體激光器速率方程的參數提取（特邀）

，黃永光，劉祎慧

（1 中國科學院半導體研究所材料重點實驗室，北京100083）

（2 中國科學院大學材料與光電研究中心，北京100049）

（3 低維半導體材料與器件北京市重點實驗室，北京100083）

0 引言

在模擬通訊系統中，激光器需要以較大的工作電流工作在線性區以滿足微波性能需要。為描述微波性能會引入一些噪聲等指標，如三階交調（Third Order Intermodulation，IMD3）、二次諧波（Second Harmonic Distortion，HD2）、相對強度噪聲（Relative Intensity Noise，RIN）等［1-3］。直接獲取這些指標需要通過復雜的測試系統，不僅設備昂貴而且測試難度大，很難便捷、準確地獲取所需的性能指標，這樣就對半導體激光器的性能評估造成較大困難。

根據速率方程理論，半導體激光器的動態性能指標與激光器器件參數之間存在著定量關系。從速率方程中提取半導體激光器參數并對其進行量化分析有助于進一步優化提升半導體激光器的動態性能，從而對半導體激光器的設計、制作和應用提供重要理論參考。通過先將激光器的部分性能指標測試出來，再利用速率方程理論提取器件參數重新計算器件在大電流工作下的微波性能指標，可以有效降低器件測試成本、提高器件設計效率。文獻常規的參數提取方法可以得到半導體激光器工作在偏置電流較低（10～40 mA）的參數值，但這種方法在大電流工作時的器件參數提取不太準確，而且需要測啁啾等更多繁雜的測試［4-7］。

本文介紹了一種利用小信號頻率響應曲線精確提取半導體激光器諧振頻率fr與阻尼因子γ的新方法，且對應激光器的驅動電流范圍廣，給出的案例驅動電流范圍為20～90 mA，可滿足大電流工作需要。……