如何测试半导体激光器的调制频率带宽

半导体激光器的调制带宽是指可以输出的或者加载的最高信号速率（对数字信号而言），或者是输出（或加载的）模拟信号的最大带宽。

提高激光器的调制带宽，可以采取以下措施：

①有源区采用应变(抵偿)多量子阱结构-量子阱激光器阱材料由于在平行于阱面方向受到双轴压应变和垂直于阱面方向的拉伸应变，其价带顶的重空穴能级上升，而且这种价带发生退简并，使电子从自旋轨道分裂带向重孔穴带的跃迁几率近似等于零，使室温下的俄歇复合几率减小，从而导致这种量子阱激光器的阈值电流下降，线宽增强因子减小以及弛豫振荡频率、调制带宽、微分增益系数显著提高。

②有源区p型掺杂 p型掺杂可减小穿过SCH区域时的空穴输运，这对高速量子阱器件是主要的限制p型掺杂可以得到非常高的微分增益，并且使量子阱中载流子的分布更加均匀。 若有源区Zn掺杂浓度接近1018cm-3时，其3dB带宽可达25GHz而且掺杂还可使器件的振荡频率增加到30GHz腔长为300μm此外，重掺杂还有利于降低线宽增强因子和进一步提高微分增益，这些都有利于提高器件的调制特性。

③降低电学寄生参数-为了降低高速激光器的电学寄生参数，尤其是寄生电容，可采用半绝缘Fe-InP再生长掩埋技术，同时还需减小电极面积采用自对准窄台面结构(SA -CM以减小器件的寄生电容。人们还常利用填充聚酰亚胺的方法来减小寄生电容。

④提高激光器内部光子浓度和微分增益-增加激光器腔内的光子浓度，可增加本征谐振频率。利用DFB结构使激射波长与增益峰波长为负失谐(-10nm可以提高微分增益，这些都可以增加-3dB调制带宽。 以上分析了限制半导体激光器高速调制特性的因素以及提高激光器调制带宽的途径，这些因素之间与其静态特性之间是相互影响的所以在设计高速激光器时，还需考虑其他特性，如阈值、温度特性等。

我个人认为从禁带宽度论述比较合理。就上述三种材料来讲，Si的带宽为1.12eV属窄禁带半导体，GaAs和SiC为宽紧带半导体材料，材料的一些主要性能都由它们的带宽和能带结构决定，所以应从能带论入手。由于禁带宽度的不同，它们的工作极限工作温度有所差异，吸收光的范围也有所差异。掺杂原理则一般均为替位式掺杂。至于应用领域不可一言以蔽之。

半导体线宽产生原因是需要进行调制来传输信号的。根据查询相关公开信息显示，带宽指的是加载到激光器上的最高调制频率，超过这个频率，信号传输就会乱码。另外带宽与线宽是不一样的，线宽实际上是激光器的谱宽，通常对于不同种类不同应用的激光器会有线宽限制要求，调制分文直接调制和间接调制，通常低速（10G以下）采用直接调制，这种调制会导致线宽变宽，由于光纤色散作用，激光器谱宽变宽就会加剧色散，色散严重就会导致信号乱码，另外在附加说下还有间接调制方式，这种调制就是为了克服直接调制加剧色散而采用的新调制方式，通常有集成式的电吸收调制，还有外加比如铌酸锂调制器调制。

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