다전극 DFB-LD는 외부에서 주입되는 광의 파워에 따라서 발진하는 광출력이 쌍안정성을 보임에 따라, 이를 파장 변환에 활용하거나, 광논리 소자로 활용할 수 있는 가능성이 있다. 본 논문에서는 연산자 분리 시영역 모델을 이용하여 다전극 DFB-LD에서의 광 쌍안정 특성에 대하여 연구하였다. 다전극 DFB-LD에 불균등하게 전류를 인가하여 쌍안정 현상이 발생함을 확인하고, 흡수 영역으로 입력광을 입사하였을 때 발생하는 출력광 파워의 쌍안정 현상도 확인하였다. 그리고 수 ns의 스위칭 시간과 수 pj의 스위칭 에너지를 가진 set 또는 reset 광 펄스의 인가에 의하여 flip-flop 특성을 보임에 따라 광 메모리 소자로서의 동작도 확인하였다. 또한 캐리어 생존시간과 이득 곡선 기울기 등의 조절로서 LD 광 출력의 반응 시간을 줄일 수 있는 가능성을 확인하였다.
A multi-section DFB-LD shows optical bistability subject to externally injected light signal, then it has potential applications such as wavelength conversion and optical logic gates. In this paper, we have studied the optical bistability in multi-section DFB-LD using split-step time-domain model. It is confirmed that the multi-section DFB-LD, which is excited inhomogeneously, shows bistability. The optical bistable characteristics are investigated when input light is injected into a absorptive region. Simulation results show that multi-section DFB-LD works as a flip-flop depending on the set-reset optical pulse which has a few ns in switching time and a few pj in switching energy, so that it can act as a optical logic device. Besides, if we change the carrier lifetime and the differential gain coefficient, it is expected that the response time of optical output signal can be reduced.
