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量子点半导体光放大器:第二激发态下超快交叉增益调制的研究( Quantum dot semiconductor optical amplifier: investigation of ultra-fast cross gain modulation in the presence of a second excited state )
SM Izadyar M Razaghi A Hassanzadeh
本文提出了一个理论模型来研究和分析量子点半导体光放大器（QDSOAs）中的超快交叉增益调制(XGM)。该模型基于一组载流子速率方程、泵浦和探测信号的传播方程以及相位方程。为了研究XGM机制，假设不同比特率的非归零(NRZ)脉冲串作为输入泵浦信号通过QDSOA的有源层传播。探测信号被假定为连续波(CW)信号。利用密度矩阵方法计算了量子点的光学增益。首次在量子点的能带图中考虑了第二激发态，从而获得了量子点SOA中的超快XGM。因此,在所提出的模型中,分别给出了基态、第一激发态、第二激发态、连续态和润湿层载流子的速率方程。在存在ES2的情况下，增益恢复时间和增益饱和度被减少，因此，超高比特率脉冲串可以在可忽略的模式效应和波失真的情况下被调制。研究了注入电流密度的增加和载流子弛豫寿命的降低对QDSOA中XGM机制的改善。理论上表明，由于ES2存在时增益恢复时间缩短，超高比特率XGM高达450 Gbps是可能的。结果表明，在相同的泵浦功率下，较高的注入电流密度和较低的载流子弛豫寿命，模式效应和波形畸变几乎消失。虽然在这种情况下，消光比(ER)减小。结果表明，要恢复电流变，必须提高输入泵浦功率。此外，基于ES2存在时的结果，ER降低了0.5dB。
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