Влияние подпороговых мод на шум интенсивности излучения полупроводникового лазера

• Автор: Усачев, Павел Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 155 с.

Моей жене Оле.

Содержание
Введение
1. Шум интенсивности излучения полупроводникового лазера,
основные факты и представления.
1.1 Введение
1.2 Шумы в полупроводниковом лазере.
1.3 Уравнения Ланжевена-Гейзенберга.
1.3.1 Одномодовая модель лазера.
1.3.2 Двумодовая модель лазера.
1.4 Экспериментальные данные и методики измерений других авторов.
2 Основные характеристики лазеров, схемы экспериментальных
установок, методика измерений.
2.1 Характеристики лазеров.
2.2 Балансный детектор.
2.2.1 Балансный детектор с потерями.
2.2.2 Поляризационный делитель. Влияние моды поперечной поляризации на точность измерений.
2.2.3 Случай двух коррелированных мод.
2.3 Измеритель корреляции двух шумовых сигналов.

2.4 Спектроанализатор. Методика обработки результатов измерений.
2.5 Виртуальный инструмент управления спектроанализатором.
2.6 Характеристики фотодиодов и усилителей. Схема охлаждения
и контроля температуры лазера.
2.7 Экспериментальная установка для исследования корреляции шума напряжения в лазере и шума потока фотонов.
2.8 Экспериментальная установка для исследований шума интенсивности излучения в режиме свободной генерации и
в режиме стабилизации продольных мод .
2.9 Экспериментальная установка для получения и регистрации
состояния - -и2,0) + |0,2».

3 Результаты измерений шума интенсивности и модового состава
излучения в режиме свободной генерации.
3.1 Спектральная плотность мощности шума интенсивности излучения лазера в режиме свободной генерации.
3.2 Корреляция шума интенсивности излучения с шумом напряжения в лазере.
3.3 Влияние оптических потерь на корреляцию.
3.4 Спектры продольных мод в режиме свободной генерации.
3.5 Ширина контура усиления.

были неизвестны. Одни исследователи считали, что рост шумов связан с нелинейностью усиления, которое теория не учитывает [54, 68]. Другие связывали его с наличием в излучении слабых, но сильно шумящих боковых мод [10, 58, 65]. Этот вывод был подтвержден нами экспериментально: рост шума сопровождался появлением поперечной моды более высокого порядка. Первая поперечная и основная моды питаются от пространственно разделенных областей, которые взаимодействуют через диффузию. Если диффузионная длина сравнима с шириной полоска, то может наступить резонансное взаимодействие мод. Если диффузионная длина много меньше ширины полоска то эти моды питаются от независимых источников и каждая из мод описывается однородной моделью. Если же диффузионная длина много больше ширины полоска, то контур усиления становится однородным, и совместный шум двух мод также может описываться однородной моделью. Рассмотрев последний случай, мы попытаемся ответить на вопрос, что надо сделать, чтобы шумом боковых мод можно было пренебречь, а именно, сколько фотонов должно быть в боковой моде, чтобы она не оказывала влияния на шум основной моды.
1.3.2 Двумодовая модель лазера, (по работе А5)
Рассмотрим наиболее простой, но, тем не менее, вполне реальный случай, что существуют только две продольные моды лазера - основная