Characteristics of quantum dots laser subjected to conventional and filtered optical feedback

Abstract

The quantum dots laser under the influence of conventional and filtered feedback is analyzed in the framework of the extended Lang-Kobayashi rate equations. The feedbacks comes from two separate branches: conventional and filtered optical feedback. We introduce a filtered feedback to control the unstable behavior of laser induced by conventional optical feedback. The stationary states, so called external filtered modes, of quantum dot laser under the influence of double feedback are obtained analytically. The locations of these modes are plotted in the plane of different parameters. Finally, it is shown that under appropriate conditions the laser system generate different behavior as continuous wave, periodic and chaotic behavior. In the case of equal feedback strengths in both channels it is shown that for a small feedback strength the phase portrait is a stable focus. With increase of the both feedback strengths the phase portrait became a limit cycle, and finally goes to a strange attractor.

În cadrul modelului extins Lang-Kobayashi al ecuaţiilor ratelor este analizat comportamentul laserului cu puncte cuantice sub influenţa feedback-ului convenţional și filtrat. Feedback-urile provin de la două canale separate: feedback-ul optic convenţional și filtrat. Pentru a controla comportamentul instabil al laserului, indus de feedbackul optic convenţional, se introduce feedback-ul optic filtrat. S-au obţinut relaţiile analitice pentru stările staţionare ale laserului cu puncte cuantice sub influenţa feedback-ului dublu, așanumitele moduri filtrate ale cavităţii exterioare. Locaţiile acestor moduri sunt reprezentate în planul diferiţilor parametri. În cele din urmă, se demonstrează că, în anumite condiţii, sistemul laser generează comportamente diferite cum ar fi: unde continue, comportament periodic și haotic. În cazul intensităţilor egale ale feedback-urilor în ambele canale, se constată că pentru valori mici ale intensităţii feedback-urilor, portretul de fază este un focar stabil. Odată cu creșterea intensităţii ambelor feedback-uri, portretul de fază devine un ciclu limită și, în final, trece într-un atractor straniu.