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VCSEL激光器特性仿真的数学建模
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作者 周琳 李中林 《激光杂志》 北大核心 2019年第3期163-167,共5页
VCSEL激光器特性仿真的数学建模对光领域的发展具有重要意义。传统方法主要对VCSEL激光器的结构进行分析,忽略了特性,存在仿真数学建模准确性差的问题,为此提出了基于VCSEL激光器特性仿真的数学建模方法。利用注入速率和复合速率构建激... VCSEL激光器特性仿真的数学建模对光领域的发展具有重要意义。传统方法主要对VCSEL激光器的结构进行分析,忽略了特性,存在仿真数学建模准确性差的问题,为此提出了基于VCSEL激光器特性仿真的数学建模方法。利用注入速率和复合速率构建激光器有源区载子流的速率方程,得到载子流比率,根据激光器的自发和非辐射复合速率等条件对VCSEL激光器的复合速率进行分析,描述激光器光子自然衰减的过程,利用光增益系数计算激光器光子浓度的速率方程,将两个方程相结合可以得到VCSEL激光器的速率方程,然后对VCSEL激光器的阈值条件进行分析,利用VCSEL激光器的外部驱动电流对其光功率进行分析,并根据温度计算激光器热偏置电流的变化函数,得到VCSEL激光器的瞬时功率,分析激光器的信号响应,最终实现VCSEL激光器特性仿真的数学建模。实验结果表明,本文方法得到的激光器光束质量较好、所输出的光功率较大,并且激光器建模的准确性较好。 展开更多
关键词 VCSEL激光器 特性 仿真 数学建模
面向下一代光通信的VCSEL激光器仿真模型
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作者 刘佳丽 王利平 《数学的实践与认识》 北大核心 2018年第15期98-106,共9页
研究光纤通信传输系统中VCSEL激光器仿真问题,建立能准确反映VC—SEL激光器特性的数学模型,确定模型参数并对L—I和S21两种特性曲线进行仿真分析.对于L—I曲线仿真,考虑到VCSEL的L—I模型存在对转换效率、经验热偏置电流及温度的近... 研究光纤通信传输系统中VCSEL激光器仿真问题,建立能准确反映VC—SEL激光器特性的数学模型,确定模型参数并对L—I和S21两种特性曲线进行仿真分析.对于L—I曲线仿真,考虑到VCSEL的L—I模型存在对转换效率、经验热偏置电流及温度的近似处理误差,结合速率方程对L—I模型进行改进,以驱动电流、输出光功率的计算值与实测值的残差平方和最小为目标函数,建立双目标优化模型,运用遗传算法求解出改进后的L—I模型的参数方程.对于S21曲线仿真,在改进后L—I模型的基础上,将小信号加载到VCSEL,得到小信号输出频率的幅值响应.然后以驱动电流、光功率、小信号幅值响应的计算值与实测值的残差平方和最小为目标函数,建立多目标优化模型.运用遗传算法求解出带宽模型的最优参数,并仿真出不同温度和不同偏置电流下的带宽响应曲线,其中,20℃下7.5mA的仿真曲线与实测数对比的绝对误差和为25.36dB. 展开更多
关键词 VCSEL激光器仿真 速率方程 遗传算法 等效电路模型 多目标最优化
可见光垂直腔面发射激光器的性能模拟 预览
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作者 李相民 陈静 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期 71-74,共4页
采用有限差分光束传播方法(FD-BPM)对氧化型可见光垂直腔面发射激光器进行了模拟计算.在计算中,考虑了电流密度分布、自热效应、量子阱内载流子的横向扩散和光场的分布等主要物理过程,并对各种物理过程进行了自洽式计算;得到了氧化型可... 采用有限差分光束传播方法(FD-BPM)对氧化型可见光垂直腔面发射激光器进行了模拟计算.在计算中,考虑了电流密度分布、自热效应、量子阱内载流子的横向扩散和光场的分布等主要物理过程,并对各种物理过程进行了自洽式计算;得到了氧化型可见光垂直腔面发射激光器的电流密度分布、温度分布、量子阱内载流子密度的分布,同时计算了阈值电流、光场的横向分布及电流-光功率输出特性.计算结果表明,使用该模型计算出在氧化孔半径为6 μm时阈值电流为0.67 mA,光输出功率最高可达4.5 mW. 展开更多
关键词 氧化型垂直腔面发射激光器 有限差分-光束传播方法 激光器模拟
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