Inp Tabanlı Pasif Mod Kilitli Çok Bölümlü Diyot Lazerlerin Tasarımı ve Üretimi

Abstract

İletilmek istenen mesajların en güvenli ve en hızlı şekilde karşı tarafa iletilmesi etkin iletişimdeki en temel amaçtır. Fiber optik haberleşme sistemlerinde yarı iletken (diyot) lazerlerin ışık kaynağı olarak kullanılmaya başlanmasının en önemli sebeplerinden biri, iletilen bilgide bozulma ve zayıflamayı en aza indirerek, çok kısa süreli ve yüksek güçlü optik darbelerle bilgi aktarımı sağlanmaktadır. Bu zayıflama 1350 nm'de 0,5 dB/km olarak elde edilirken 1550 nm'de 0,2 dB/km'dir. Kısa süreli ve yüksek güçlü optik darbe çıkışı veren diyot lazerler üretmek için, kavite üzerinde farklı işlevlere sahip çok bölümlü yapılar üretilir. Fiber optik haberleşme sistemlerinde, yüksek güçlü lazerler sayesinde tekrarlayıcıların sayısı azaltılmakta ve optik bilginin dispersiyona uğraması minimuma indirilmektedir. Bununla birlikte, çok kısa süreli optik darbeler üreterek daha fazla optik bilginin iletilmesi yani bant genişliğinin artması sağlanmaktadır. Bu tezde, kavite uzunluğu kısa (<500 μm) tutularak InGaAsP/InP (1350 nm) ve AlGaInAs/InP (1550 nm) malzeme yapısı kullanılarak kazanç ve soğurma bölümlerine sahip olan mod kilitli diyot lazerlerin farklı konfigürasyonlarda tasarım ve üretimleri gerçekleştirilmiştir. Üretilen lazerlerin ışık çıkışı-akım (L-I), akım-gerilim (I-V), optik spektrum ve optik darbe gibi karakterizasyon ölçümleri gerçekleştirilmiştir.

The primary aim of effective communication is to deliver the intended messages to the other party in the most secure and fastest way possible. In optoelectronic communication, semiconductor (diode) lasers have begun to be used as light sources, and one reason these lasers are significant light sources in fiber optic communication systems is that they enable information transfer through very short and high-power optical pulses, minimizing distortion in the transmitted data. While an attenuation of 0,5 dB/km is achieved at 1350 nm, it is 0,2 dB/km at 1550 nm. To produce diode lasers that emit short-duration and high-power optical pulses, multi-section structures with different functions are developed over the cavity. In fiber optic communication systems, the number of repeaters is reduced by using high-power lasers, thereby minimizing the dispersion of optical information. Additionally, by generating very short optical pulses, it is possible to transmit more optical information, which increases bandwidth. In this thesis, different configurations of diode lasers with gain and absorption sections were designed and fabricated by keeping the cavity length short (<500 μm) using InGaAsP/InP (1350 nm) and AlGaInAs/InP (1550 nm) material structures. Characterization measurements as light output-current (L-I), current-voltage (I-V), optical spectrum and optical pulses were conducted on the produced lasers.