Theoretische Beschreibung des MQW-DFB-Laser-Oszillators

Die wesentlichen Elemente für den Aufbau von optischen Langstrecken-Übertragungssystemen für hohe Datenraten sind senderseitig ein Pulsformer zur Erzeugung einer geeigneten, möglichst schmalbandigen Impulsform, eine ebenfalls möglichst schmalbandige, einmodige Laserdiode sowie ein externer optischer Modulator. Die wichtigsten Einmoden-Laserdioden sind heute MQW-DFB-Laserdioden, mit deren Simulation sich das Vorhaben beschäftigt. Zuerst wurde ein eindimensionales Modell auf Basis der Wanderfeldtheorie und der Theorie der gekoppelten Wellen aufgebaut. Zur Berücksichtigung der transversalen Feldverteilung und der Auswirkungen der End-Facetten am Anfang und Ende des Lasers wird ein völlig neues, rigoroses und effizientes zweidimensionales Modell entwickelt. Die Erweiterung des Modells für dreidimensionale Feldberechnung innerhalb der Struktur ist der nächste Schritt, dem der Einbau dieser rigorosen Feldberechnungen in die dynamische Analyse folgen soll.

Zu Beginn des Berichtsjahres waren diese Arbeiten beendet. Zum Abschluss wird das 3-D Modell auf die Untersuchung des Doppelstreifen-Lasers angewendet mit dem Ziel, durch geeignetes Zusammenspiel seiner Gleichtakt- und Gegentakt-Mode ein Millimeterwellen-Signal hoher Stabilität und geeigneter Leistung zu erzeugen, das beispielsweise für Mobilfunknetze einsetzbar ist. Dazu werden umfangreiche Simulationen und Optimierungen durchgeführt. Zur Zeit beträgt die so gefundene höchste Frequenz 55 GHz.

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