图 1
P(uW)
800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
从拟合图中找出阈值以上的直线部分，单独拟合如下图 2，利用拟合公式求得阈 值电流为 11.73mA；斜率效率为 0.10084W/A.
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半导体激光器
图 2
阈值以上的直线部分
10
误差产生的原因可能是读数时示数不稳定所带来的偏差，也有可能是测量光 功率时存在一些额外的损耗而没有很好的避免。 通过对表格 4、表格 5 的直观分析，可以看出：当电流一定时，随着温度的增 加，DFB 光谱的中心波长增加，功率谱密度减小；当温度一定时，随着电流 的增加，DFB 的中心波长增加，功率谱密度也增加。
功率谱密度/dBm -2.642 -0.963 0.381 1.168 1.925 2.621
中心波长 1546.139nm
功率谱密度 -0.154dBm
纵模间隔 1.374nm
-20dB 单模带宽 0.174nm
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半导体激光器
二、 实验结果分析
当温度为 20.1℃时，通过对 DFB 的 P-I 曲线拟合（图 1 图 2） ，得到的阈值 电流为 11.73mA， 当温度为 24.9℃时 （图 3 图 4） ， 得到的阈值电流为 12.15mA. 通过对 F-P 的 P-I 曲线拟合（图 5 图 6）,得到的阈值电流为 9.19mA,与理论 值的相对误差为 ε=| 9.19 10 | 100 % 8.1%
功率谱密度/dBm -2.642 -2.834 -2.936 -3.129 -3.283 -3.334
固定温度改变电流(t=20℃)
表格 5
I/mA 16 18 20 22 24 26 (五) F-P 激光器光谱图 参数： 电流 I 19.00mA 图片
中心波长/nm 1311.629 1311.639 1311.644 1311.650 1311.659 1311.665
800 700 600 500
400
300 200 100 0 0 2 4 6 8 10
y = 98.191x - 1193.1 R² = 0.9999
12
14
16
18
20
(三) F-P 的 P-I 曲线 调整电流，记录数据表格 3 如下：
表格 3
I(mA) 1 P(uW) 58.450
10
3
图 3
P(uW)
800 700 600
500
400 300 200 100 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
从拟合图中找出阈值以上的直线部分，单独拟合如下图 4，利用拟合公式求得阈
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半导体激光器
值电流为 12.15mA;斜率效率为 0.098191W/A.
图 4
阈值以上的直线部分
三、 实验总结
本次实验相对于上次较为顺利，但还是出现一些问题： 在记录 DFB 的 P-I 数据时， 一开始我们看到 DFB 屏幕上显示出 1550nm 字 样， 故而测量光功率时选择了 1550nm 档，测完之后发现实验台上的字条 却标明为 1310nm，经与老师确认，DFB 的波长为 1310nm，最后我们又重 新测量了两组数据。这个错误本来可以避免，但是由于我们太心急，没 有看清要求就开始测量，导致做无用功。 在改变温度和电流观察 DFB 的光谱变化特点时， 光谱仪的 span 应该调到 适当的范围， 否则很难区分细小的变化， 我们在测量时， 都调至了 1nm。 还有一个小的问题，就是在使用光功率计测量光功率时，示数不稳定， 总在一个范围内跳动，我们选择了一个中间值进行记录。 最后，还要感谢吕晖老师对我们的一些“友情提示” ，让我们少走了很多 弯路。
800 700 600 500 400 300 200 100 y = 100.84x - 1182.7 R² = 0.9997
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
(二) 改变半导体激光器的温度，测量 DFB 半导体激光器的 P-I 曲线，研究半导体 激光器温度特性。 在温度 t=24.9℃时，记录下数据，表格 2 如下：
7/7
表格 2
I(mA) 1 P(uW) 16.866
10
3
2
60.803
10
3
4
210.03
10
3
6
41.0113
9
1.4468
10
2.1809
11
5.8778
12
11.073
13
81.203
15
281.41
17
479.19
19
669.88
采用直线拟合法对上述数据进行拟合，得到 P-I 曲线图 3 如下：
表格 1
I(mA) 1 P(uW) 17.751
10
3
2
66.009
10
3
4
219.62
10
3
6
525.54
10
3
8
1.1740
9
1.7455
10
2.9510
11
9.5786
12
26.257
13
126.61
15
330.46
17
539.25
19
727.81
采用直线拟合法对上述数据进行拟合，得到 P-I 曲线图 1 如下：
2
149.11
10
3
4
407.64
10
3
6
872.54
10
3
8
1.9906
9
4.5640
10
86.420
11
174.38
12
275.95
13
378.36
15
577.55
17
773.60
19
976.14
采用直线拟合法对上述数据进行拟合，得到 P-I 曲线图 5 如下：
图 5
P(uW)
(四) DFB 光谱变化特点 DFB 激光器光谱图 参数： 温度 t 电流 I 20.1℃ 16.0mA 图片：
中心波长 1311.629nm
功率谱密度 -2.642dBm
固定电流改变温度(I=16mA)
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表格 4
t/℃ 20 21 22 23 24 25
中心波长/nm 1311.629 1311.706 1311.793 1311.882 1311.968 1312.044
半导体激光器
物理电子学基础实验
半导体激光器
实验报告
姓名： 学号： 班级： 组号：
熊志伟 2012011250 无 21 DD3
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半导体激光器
实验报告：半导体激光器
一、 实验数据整理
(一) 测量 DFB 半导体激光器的 PI 曲线，确定其阈值电流和斜率效率 在温度 t=20.1℃时，记录下数据，表格 1 如下：
1200 1000 800 600 400 200 0 -200 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
从拟合图中找出阈值以上的直线部分，单独拟合如下图 6，利用拟合公式求得阈 值电流为 9.19mA;斜率效率为 0.099344W/A.
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半导体激光器
图 6
阈值以上的直线部分
1200 1000 800 600 400 200 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 y = 99.344x - 913.42 R² = 0.9999