Методы синхронизации наборов полупроводниковых лазеров

• Автор: Высоцкий, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Обзор литературы по синхронизации наборов полупроводниковых лазеров
2 Инжекция управляющего сигнала в открытый резонатор
2.1 Резонатор Фабри-Перо с инжекцией внешнего сигнала
2.1.1 Постановка задачи
2.1.2 Вывод функции Грина резонатора
2.1.3 Профиль интенсивности поля при частоте инжекции вблизи резонанса
2.2 Синхронизация резонансной линейки диодных лазеров инжекцией внешнего ситнала
2.2.1 Общие соотношения
2.2.2 Функция Грина линейки диодных лазеров
2.2.3 Инжекция управляющего сигнала с частотой вблизи резонанса с
супермодой решетки
2.3 Резонансная линейка антиволноводов как однопроходный усилитель
3 Нелинейные эффекты в наборе лазеров
3.1 Общие соотношения
3.2 Уравнение для диодной линейки в приближении ступенчатой е(х)

3.3 Самофокусировка излучения с плоским фронтом при распространении вдоль сфазированной решетки
3.4 Решения солитонного типа в линейке диодных лазеров
3.5 Учет конечности размеров набора лазеров
3.6 Устойчивость модового состава излучения линейки лазеров к отклонениям параметров элементов линейки
4 Анализ резонатора с фазовым экраном и дифракционным зеркалом
4.1 Общие соотношения
4.2 Анализ резонатора с дифракционным зеркалом в полосковой геометрии .
4.3 Анализ резонатора с круглыми зеркалами
4.4 Резонатор с дифракционным зеркалом и фазовым экраном
4.5 Выводы из главы
Заключение
Литература

Введение
Проблеме распространения излучения в слоисто-периодических средах посвящено огромное количество работ, включая монографии [1, 2]. В лазерной физике особую роль играют Брэгговские структуры (то есть структуры, в которых для распространяющейся волны выполняется брэгговское условие отражения), используемые как распределенная обратная связь (РОС) [3, 4], или возникающие естественным образом при рассеянии и 4-х волновом взаимодействии. Как указывалось в [5], линейка полупроводниковых диодов при определенных размерах элементов структуры также может рассматриваться как аналог Брэгговской структуры по отношению к боковому распространению излучения.
В обычных устройствах РОС, отражающих излучение, падающее на них по нормали, большой коэффициент отражения набирается на длине, включающей в себя много периодов структуры, N ^> 1. Это обусловлено тем, что обычно глубина модуляции диэлектрической проницаемости мала, |£б| <С бо, где бо — среднее значение, а де — амплитуда модуляции (в общем случае комплексная) диэлектрической проницаемости. В диодной линейке |6е| также мало, однако его следует сравнивать с малым углом падения излучения на слой, так как волновой вектор в среднем направлен по оси диодных лазеров, т. е. параллельно границам слоев. В результате боковая компонента волнового вектора излучения может иметь в несколько раз большую величину в излучающем элементе, чем в пассивном межэлементном промежутке.Типичная структура диодной линейки схематически изображена на Рис. 0.1.
Малость отраженной доли излучения от одного периода РОС позволяет вывести

Рис. 2.2: Распределение поля на зеркале при ш — 3: сплошная линия — численный эксперимент, пунктирная линия —по формуле(2.14).
Тогда для случая k2w2 ф 7г2/4 из (3.16)—(3.17) получаем:
ink В cos kw 1________________A sin кх + В cos кх
~2Г kw к2 — 7Г2/(4w2) (1 — к21е2) sin 2ка + 2к1е cos 2ка’
-а < х < —w
it В 2ш ' 2 kw v Ц
(ж) = I к — 7г / (4w ) (1 — к le ) sin 2ка + 2к1е cos 2ка
. пх ж COS кх. . . „ ,
A cos — V — —— {-AsmKw + В cos kw)
-w < x < w,
ink В cos kw 1_____________— A sin кх + В cos кх
2J KW к2" — n2/(4ty2) (1 — к21ф) sin 2ка + 2к1е cos 2ка ’
w < x < a.
(2.14)
Результаты аналитического исследования распределения поля были сравнены с результатами численного моделирования [96], сделанного по обычной итерационной методике Фокса-Ли [91, 97]. Рассчитанное распределение поля для резонатора с параметрами Np = 6,25, w/a = 0,3 ,m = 3 изображено на рис. 2.2 вместе с распределением поля, полученным по формуле (2.14).
Как видно из графика рис. 2.2, аналитическое рассмотрение приводит к резуль-