[A+ 보장] 레이저 다이오드의 특성

소개

"[A+ 보장] 레이저 다이오드의 특성"에 대한 내용입니다.

목차

I - 실험 결과
II - 분석 및 토의
III - 실험 결론
IV - 참고 문헌

본문내용

II - 분석 및 토의
1. 그래프를 통한 LD의 문턱전압 분석
LD에서 문턱전압의 의미는 전압을 인가하였을 때 광의 출력이 최고점으로 변화가 없는 부분을 의미한다. 본 실험에서 진행한 450nm, 635nm 852nm, 1550nm의 경우 그래프와 제조업체에서 제공하는 파일을 통해 분석해 보면 문턱전압이 built-in potential보다 약 1V보다 높은 곳에서 형성됨을 확인할 수 있다.

2. 이론적인 I-V 방정식
LD의 전류-전압 방정식은 LD에 인가되는 전압을 통해 출력되는 전류를 알기 위한 방정식이다. 식은 다음과 같다.

수식

여기서 좌변에 해당하는 식은 전압을 통해 인가된 전류의 양을 의미하며 우변의 는 포화전류로 인가된 전압에는 무관하게 일정한 값을 갖는 상수이다. e, V, k, T는 각각 전자의 전하량, 입력 전압, 볼츠만 상수, 절대 온도를 의미한다. LD의 경우는 e, k, T와 같이 온도에 민감한 요소들을 많이 포함하고 있기 때문에 실험 당시 온도가 fix되어 있지 않아 계산 과정에서 오류가 발생할 수 있다. 또한 LD소자 와 FDS선이 자체적으로 가지고 있는 저항으로 인해 전압 입력 대비 출력값이 이론과 상이하다.

3. I-V 실험 설계가 갖는 한계
앞서 기술했듯이 문턱전압은 전압의 인가량에 관계없이 레이저를 최대로 출력하는 지점을 의미한다. 하지만 광출력이 최대가 되는 지점은 육안으로만 구분이 가능하기 때문에 실험자의 주관적인 판단이 개입되게 된다. 게다가 제조된 소자마다 공정과정에서 오차가 생길 수 있고 실험에서 도선이나 기기가 갖는 자체 저항과 같은 변수들 때문에 업체가 제공하는 값 또한 믿을 수 없기 때문에 정확하게 실험이나 이론을 통해 판단할 수 없으며 오로지 제조업체에서 제공하는 값을 통해서만 유추가 가능하며 1550nm소자는 가시광선 영역을 넘어가기 때문에 출력되는 빛의 양이나 세기 또한 육안으로 구분이 불가능하다. 따라서 I-V그래프를 분석하여 본 실험을 통해서 분석하고자 하는 값을 정확하게 알기 힘들다.

참고자료

· 노출시간 설정 및 암전류 제거 방법을 적용한 포터블 분광복사계의 개발 - 김양수
· Characteristics of InGaAsP/InP avalanche photodiodes under reverse bias
· (H. W. Yen, J. J. Pan, and W. T. Tsang, Journal of Applied Physics)