當将直接調制(zhì)的激光器(qì)用于高(gāo)速傳輸系統時(shí)，調制(zhì)頻率可(kě)以不大(dà)于弛豫振蕩的頻率。弛豫振蕩取決于載流子壽命和(hé)光子壽命。這種依賴關系的近似表達式如下所示：
弛豫振蕩頻率随激光偏置電(diàn)流的增加而增加。
在本次案例中，我們通(tōng)過改變調制(zhì)頻率和(hé)激光偏置電(diàn)流來(lái)展示高(gāo)速半導體(tǐ)激光系統的特性。系統布局如圖1所示：
圖1.系統布局
全局參數(shù)設置如下：數(shù)值參數(shù)的討(tǎo)論:比特率為(wèi)1.3 Gb/s，序列長度為(wèi)128位，因此，時(shí)間(jiān)窗約為(wèi)98.5 ns。每比特采樣數(shù)為(wèi)512，因此采樣率為(wèi)670GHz。如圖2：
圖2.全局參數(shù)設置
對于激光速率方程模型的默認參數(shù)Ith=33.45mA,τsp = 1ns, τph =3ps，假設調制(zhì)峰值電(diàn)流I=40mA， IB=40mA，則根據上(shàng)述方程對應的弛豫振蕩頻率約為(wèi)1.3 GHz，參數(shù)設置如下圖所示：
圖3.半導體(tǐ)激光器(qì)設置
在圖4和(hé)圖5中，将展示高(gāo)于弛豫振蕩頻率的調制(zhì)頻率增加對系統性能的影(yǐng)響。在圖4中，研究了比特率1.3 Gb/s和(hé)10Gb/s傳輸下系統的眼圖。激光速率方程的參數(shù)是如前所述的默認參數(shù)（I=IB=40mA）。
a)比特率為(wèi)1.3Gb/s
b)比特率為(wèi)10Gb/s
圖4.增加系統調制(zhì)頻率大(dà)于弛豫振蕩頻率
顯然，頻率遠高(gāo)于弛豫振蕩頻率的調制(zhì)會(huì)導緻不可(kě)接受的系統性能。
在圖5中，将展示固定比特率下偏置電(diàn)流對弛豫振蕩頻率的影(yǐng)響，以及對整個(gè)系統性能的影(yǐng)響。我們使用1.3 Gb/s傳輸，保持所有(yǒu)其他參數(shù)不變，并使用IB=20mA。
圖5.減少(shǎo)偏置電(diàn)流
如果将圖5與圖4（比特率為(wèi)1.3 Gb/s，IB=40mA）進行(xíng)比較，可(kě)以清楚地表明(míng)，偏置電(diàn)流降低(dī)到阈值以下會(huì)導緻系統性能下降。
在本次案例中，我們展示了高(gāo)速半導體(tǐ)激光器(qì)系統的性能與調制(zhì)頻率和(hé)激光偏置電(diàn)流的關系。
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