모드별 광출력-전류-전압 특성, RIN (relative intensity noise) 스펙트럼, 계단 전류입력에 대한 과도응답의 측정을 통하여 다중 횡모드 VCSEL의 모드 거동과 동특성 사이의 관계에 대하여 살펴보았다. RIN 스펙트럼의 공진 주파수는 모드별 광출력 특성 곡선으로 잘 설명할 수 있었다. 그리고, 활성영역이 넓은 VCSEL은 각각의 횡모드가 문턱전류가 서로 다른 독립적인 레이저로 동작하여 turn-on 지연시간이 달라 다단계 turn-on 특성을 보인다. 고차 모드가 발진하면서 이렇게 펄스의 파형이 찌그러지고 상승시간이 급격히 증가하기 때문에 단일 모드로 동작하도록 전류입력을 조절하지 않으면 고속 광통신용 광원으로서는 적합하지 않게 된다.
We have studied the relationship between static mode behavior and dynamic characteristics of multiple transverse-mode VCSELs by measuring the modal L-I and I-V characteristics. Dependence of the resonance frequencies of RIN (relative intensity noise) spectra on the injection current can be understood by modal L-I characteristics and mode-coupling effects. Each transverse mode behaves as an independent diode laser with the different threshold current in large active-area VCSELs, and the multiple-step turn-on is observed when step-current input is applied. This multiple-step turn-on is a result of different turn-on delay times of the transverse modes. Since the multiple-step turn-on increases the rise-time significantly, the wide active-area VCSELs are not suitable for high-speed optical transmitters unless the input current is adjusted for single transverse-mode operation.
