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한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics v.14 no.3, 2003년, pp.279 - 285   피인용횟수: 1

비대칭 다중 양자우물 레이저 다이오드에서 모드이득의 이론 및 실험적 분석
Theoretical and experimental analysis of modal gain in asymmetric multiple quantum well laser diodes

권오기   (한국전자통신연구원 반도체 광통신소자 연구부CC0186800  ); 김강호   (한국전자통신연구원 반도체 광통신소자 연구부CC0186800  ); 김현수   (한국전자통신연구원 반도체 광통신소자 연구부CC0186800  ); 김종회   (한국전자통신연구원 반도체 광통신소자 연구부CC0186800  ); 오광룡   (한국전자통신연구원 반도체 광통신소자 연구부CC0186800  );
  • 초록

    InGaAsP/InP 비대치 다중 양자우물 구조에서 모드 이득의 이론 및 실험적 해석을 통해 광대역 이득특성을 확인하였고, 여러가지 선폭증가 함수를 적용하여 비대칭 선폭증가 함수가 가장 실험치에 근접한 모델임을 확인하였다. 광대역 이득 대역폭을 얻기 위한 활성층 구조를 설계하여 RWG형 FP-LD를 제작하였고, 공진기 길이가 400 $\mu\textrm{m}$ 에서 발진개시 전류는 36 ㎃, 주입전류가 33 ㎃에서 -1 ㏈ 이득폭은 45 nm, -3 ㏈ 폭은 80 nm을 얻을 수 있었다.


    Wide- and flat-gain laser diodes were designed and fabricated from asymmetric multiple quantum well (AMQW) structures which consist of three compressively strained InGaAsP wells of different thicknesses. For a 400 ${\mu}{\textrm}{m}$ -long lasers with as-cleaved facets, -1 ㏈ and -3 ㏈ gain bandwidth were 45 nm and 80 nm, respectively. For this AMQW structure, calculated gain spectra with various line broadening functions were compared with experimental results. We confirmed the calculated gain spectra using an asymmetric line broadening function were in good agreement with the measured data.


  • 주제어

    asymmetric multiple quantum well .   modal gain .   line broadening function .   broad gain LD.  

  • 참고문헌 (18)

    1. G. Hunziker, W. Knop, and C. Harder, “Gain measurement on one, two, and three strained GaInP quantum well laser diodes,” IEEE J. Quantum Electron., vol. 30, no. 10, pp. 2235-2238, 1994. 
    2. Broadband tunablity of gain-flattened quantum well semiconductor lasers with an external grating , M.Mittelstein;D.Mehuys;Amnon Yariv , Appl. Phys. Lett. / v.54,pp.1092-1094,
    3. The weighted index method : a new techniques for analyzing planar optical waveguides , M.J.Robertson;P.C. Kendall;S.Ritchie;P.W. Macilroy;M.J. Adams , IEEE Lightwave Tech. / v.7,pp.2105-2111,
    4. External cavity semi-conductor laser tunable from 1.3 to 1.54㎛ for optical communication , C.F.Lin;Y.S. Su;B.R. Wu , IEEE Photon. Tech. Lett. / v.14,pp.3-5,
    5. A Model for GRIN-SCH-SQW diode lasers , S.R.Chinn;P.S. Zory;A.R. Reinsinger , IEEE J. Quantum Electron. / v.24,pp.2191-2214,
    6. Theory and experiment of In1-xGaxAsyP1-y and In1-x-yGaxAlyAs long-wavelength strained quantum-well lasers , J.Minch;S.H.Park;T.Keating;S.L. Chuang , IEEE J. Quantum Electron. / v.35,pp.771-782,
    7. 1.3㎛ quantum-well InGaAsP, AlGaInAs, and InGaAsN laser material gain: a theoretical study , J.C.L. Yong;J.M. Morison;I.H. White , IEEE J. Quantum Electron. / v.38,pp.1553-1564,
    8. External-cavity InGaAs/InP graded index multiquantum well laser with a 200 nm tuning range , A.Lidgard;T.Tanbun-Ek;R.A.Logan;H.Temkin;K.W. Wecht;N.A. Olsson , Appl. Phys. Lett. / v.56,pp.816-817,
    9. Theory of Non-Markovian gain in strained-layer quantum-well lasers with many-body effects , D.Ahn , IEEE J. Quantum Electron. / v.34,pp.344-352,
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    11. Variational calculation of polarization of quantum well photoluminescence , A.Twardowski;C.Hermann , Phys. Rev. B. / v.35,pp.8144-8153,
    12. 1.4㎛ InGaAsP-InP Strained multiple-quantum-well laser for broad-wave-length tunability , X.Zhu;D.T.Cassidy;M.J. Hamp;D.A. Thompson;B.J. Robinson;Q.C. Zhao;M.Davies , IEEE Photon. Tech. Lett. / v.9,pp.1202-1204,
    13. Effect of barrier height on the uneven carrier distribution in asymmetric multiple quantum-well InGaAsP lasers , M.K.Hamp;D.T. Cassidy;B.J. Robinson;Q.C. Zhao;D.A. Thompson;M.Davies , IEEE Photon. Tech. Lett. / v.10,pp.1380-1382,
    14. Density-matrix theory of semi-conductor lasers with relaxation broadening model-gain and gain-suppression in semiconductor lasers , M.Asada;Y.Suematsu , IEEE J. Quantum Electron. / v.QE-21,pp.434-442,
    15. An approximate k(p theory for optical gain of strained InGaAsP quantum-well lasers , Z.M.Li;M.Dion;Y.Zou;J.Wang;M.Davies;S.P. Mcalister , IEEE J. Quantum Electron. / v.30,pp.538-546,
    16. Quantum well lasers-gain, spectra, dynamics , Y.Arakawa;A.Yariv , IEEE J. Quantum Electron. / v.QE-22,pp.1887-1899,
    17. Gain measurement on one, two, and three strained GaInP quantum well laser diodes , G.Hunziker;W.Knop;C.Harder , IEEE J. Quantum Electron. / v.30,pp.2235-2238,
    18. Phase dampings of optical dipole moments and gain spectra in semiconductor lasers , M.Yamanish;Y.Lee , IEEE J. Quantum Electron. / v.QE-23,pp.367-370,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. 2003. "Design and Fabrication of Broad Gain Laser Diodes" 한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics, 14(3): 286~291     

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    1. 2003 "광대역 이득 레이저 다이오드 설계 및 제작" 한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics 14 (3): 286~291    
    2. 2003 "1.55 μm 연속 가변 외부 공진기형 레이저" 한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics 14 (3): 321~326    
    3. 2003 "Loss-Coupled DEB LD집적 Mach-Zehnder 간섭계형 파장 변환기" 한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics 14 (4): 454~459    
    4. 2003 "SOA 집적 XPM형 파장변환기 모듈 제작 및 특성" 한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics 14 (5): 509~514    
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