Proprietățile laserelor semiconductoare cu mai multe secțiuni și feedback optic exterior

Abstract

Aim of the work: The development and expansion of the theoretical study of the nonlinear dynamics of semiconductor lasers with active medium wells and quantum dots, as well as the presentation of new devices with different topologies and the establishment of their fields of use in different fields such as optical communication, spectroscopy, quantum metrology, etc. Novelty and scientific originality: A theoretical model was applied for the structure of the quantum dot laser with double feedback and air section between the resonators. This model allows obtaining the distribution of the stationary states, that is, modes of the external cavity in the plane of different parameters. The theory of lasers with DBR reflectors in the mode of operation of a single longitudinal mode with a narrow spectral line width was developed, having the main parameters of laser dependent on the wavelength of primary mode. The mechanism of the influence of pumping from the PA section on the MO section through thermal heating of a multi-section MOPA device was theoretically studied. It was theoretically confirmed the collapse of the MOPA device emission observed experimentally. The self-pulsation and short pulse generation behaviour of different types of lasers was studied. The mechanism of generating short duration pulses of a DFB type laser was determined.

Scopul tezei: dezvoltarea şi extinderea studiului teoretic al dinamicii neliniare a laserelor semiconductoare cu multi-secțiuni sub influența feedback-ului optic exterior, precum și prezentarea de noi dispozitive cu diferite topologii și stabilirea criteriilor de utilizare a lor în diferite domenii precum, comunicarea optică, spectroscopie, metrologie cuantică, medicină, etc. Noutatea şi originalitatea ştiinţifică a rezultatelor: A fost aplicat un model teoretic pentru structura laserului cu puncte cuantice cu feedback dublu și secțiune aer intre rezonatoare. Acest model permite obținerea distribuției stărilor staționare a modurilor cavității exterioare în planul diferitor parametri. S-a elaborat teoria laserelor cu reflectoare DBR în regim de funcționare a unui singur mod longitudinal cu o lățime a liniei spectrale îngustă, având parametrii principali ai laserului dependenți de lungimea de undă a modului primar. A fost studiat teoretic mecanismul influenței pompajului din secțiunea PA asupra secțiunii MO prin încălzirea termică a unui dispozitiv multisecțional MOPA. A fost confirmat teoretic colapsul emisiei dispozitivului MOPA observat experimental. S-a studiat comportamentul cu atopulsații și de generare a impulsurilor scurte a diferitor tipuri de lasere. S-a determinat mecanismul de generare a impulsurilor de scurtă durată a unui laser de tip DFB. Implementarea rezultatelor științifice: rezultatele acestei teze au fost cu succes implementate în realizarea proiectului din cadrul Programelor de Stat cu cifrul #20.80009.5007.08.