Determinazione delle caratteristiche fisiche di laser a semiconduttore a partire da modelli teorici e misure sperimentali

Diodi Laser impiegati in trasmissione sono un elemento chiave dei Fiber Distributed Antenna Systems utilizzati per la remotizzazione di copertura radio cellulare; la semplificazione del relativo modello fisico, se pienamente adeguata al calcolo della gamma dinamica e del rumore del collegamento Radio over Fiber associato, oggi non può essere più considerata tale in uno scenario applicativo come quello relativo ai moderni Fiber Distributed Antenna Systems, in cui, il predetto collegamento trasporta simultaneamente su fibra ottica la combinazione di tutti segnali a radio frequenza in un ambito multi-operatore, multi-servizio e multi-banda.
Serve dunque un nuovo approccio che partendo dal modello fisico del diodo Laser possa determinare in maniera sufficientemente accurata il degrado dei segnali a radio frequenza irradiati dalle antenne del Fiber Distributed Antenna System. Lo scopo è quello di determinare sia il livello di emissioni spurie, sia le caratteristiche del segnale irradiato, con l’obbiettivo di soddisfare le normative dei diversi Standards della telefonia cellulare (in Europa: GSM, PCS e UMTS), e dei servizi a banda larga (oggi limitati al solo WiFi).
Le Rate Equations descrivono le interazioni fra portatori di carica e fotoni all’interno della cavità del Laser in funzione dei parametri fisici del dispositivo. Si è pensato quindi che, partendo da questo modello, le previsioni sulle prestazioni di un collegamento Radio over Fiber possano essere più accurate. La validità dei risultati ottenuti è però imprescindibile dalla corretta determinazione dei parametri fisici del Laser associati al modello stesso. Tali parametri non sono direttamente misurabili e le informazioni fornite dai costruttori dei dispositivi sono limitate e del tutto inadeguate a questo proposito.
Questa tesi, frutto di una collaborazione con l’azienda Andrew Wireless Systems di Faenza, si propone dunque di individuare e di sperimentare una procedura per l’estrazione dei parametri del modello fisico di un Laser a semiconduttore.