LDのI-V 特性の測定
Koheron CTL200 デジタルLDコントローラー（タイプ1、レーザー電流600 mA）を使用して、バタフライパッケージの3種類のダイオードのI-V特性曲線を測定します。
LDコントローラーはUSBケーブルでパソコンに接続します。
Pythonスクリプトにより、レーザー温度の設定、レーザー電流のスキャン、レーザー電圧の測定を行います。
スーパールミネッセントダイオード
１番目のグラフは、Thorlabs SLD830S-A20 830nm Super Lµminescent Diode (SLED) のI-V特性です。
ダイオードは増幅された自然放出のみを示すので、予想通り、曲線は非常に滑らかです。
温度が上昇すると、レーザー電圧が減少していることが分かります。
外部共振器型単一周波数レーザー
2番目のグラフは、1550 nmで動作するThorlabsのSFL1550P外部共振器型単一周波数レーザです。
外部共振器により、このレーザは非常に優れたスペクトル純度（線幅 <100 kHz）を実現しています。
このレーザの電圧は、SLEDよりも小さくなっており、その原因は波長が長い（eV = hc/λ）ためと考えられます。
下の拡大曲線では、レーザ電流を増加させると、レーザ電圧が突然ジャンプしていることがわかります。
電流が増加すると、今発振しているモードが最も高い利得を持つモードでなくなるまで波長が変化します。
このとき、レーザは最も高い利得を持つモードへ素早くパワーが移動します。
これがレーザ電圧の突然のジャンプとして現れます。この現象はモードホッピングと呼ばれます。
FBG安定化LD
３つ目のグラフは、Thorlabs BL976-P300ファイバブラッググレーティング（FBG）安定化LDです。
976 nmで動作し、最大300 mWまで出力できるので、エルビウムドープファイバアンプ（EDFA）の励起LDに適しています。
I-V特性曲線は、40 mA付近の発振しきい値で2つに区切られています。
発振しきい値以下では、前の2つのダイオードと同様の曲線になっています。
発振しきい値では、λV = 1.31×0.976 = 1.28μm Vがhc/e = 1.24μm Vに近い値になっています。
発振しきい値以上では、0.625 V/Aの傾きを持つ直線状となります。
この0.625Ωのダイナミックレジスタは熱損失と関係しており、外部共振器レーザの熱損失よりも2倍小さい値です。
これは，外部共振器レーザが熱効率よりもスペクトル純度を重視して最適化されているためと考えられます。
下の拡大曲線から、発振しきい値を超えると、LD電圧はもはや温度に依存しなくなることがわかります。
外部共振器レーザーと比較すると、モードホップがより頻繁に起こっているように見えますが、400 mA以上の動作領域では消失しています。
