IP-телефоны М И Ф И (кафедра 70)
М И Ф И НАШИ КООРДИНАТЫ

Полупроводниковые лазеры

Изучено влияние волноводной структуры на пороговые и пространственные характеристики полупроводникового лазера с электронным возбуждением. Достигнуто эффективное снижение пороговой плотности тока накачки для полупроводниковых квантовых генераторов с электронным возбуждением за счет регулирования скачка показателя преломления на границе. Показана возможность получения одномодового режима ПКГ с электронным возбуждением на GaAs с поперечным возбуждением.

Исследована спектральная и температурная кинетика диода работающего в импульсном режиме в интервале температур от гелиевой до комнатной. Исследована когерентность полупроводниковых квантовых генераторов. Показана связь между кинетикой и когерентностью излучения лазера.

Разработан метод улучшения временной когерентности импульсных ПКГ на три порядка с помощью давления, создаваемого пьезоэлементом.

Впервые было показано, что возможно применение ПКГ для восстановления изображения с голограммы размером 1 мм2 при плотности записи 104 бит/мм2.
Осуществлен вывод излучения через дифракционную решетку на поверхности ПКГ с электронным возбуждением с расходимостью 0,5o при энергии возбуждения электронов 15 кэВ. Впервые получена генерация в ПКГ с селективным зеркалом, представляющим собой пассивную структуру с периодической модуляцией показателя преломления и получен одномодовый режим генерации в таком ПКГ.

Проведено комплексное исследование волноводных полупроводниковых лазеров с периодической модуляцией эффективного показателя преломления, обеспечивающего распределенную обратную связь, что позволило существенно уменьшить ширину спектра генерации и стабилизировать температурную и временную зависимость. Показано, что вывод излучения через поверхность за счет распределенной обратной связи может превосходить вывод через торец. Осуществлена генерация излучения на внешнем зеркале при согласовании через поверхность с помощью периодической структуры на поверхности волновода.

Исследовано взаимодействие волн в активной среде полупроводникового лазера при инжекции внешнего излучения. Исследована спектральная зависимость коэффициента усиления внешнего излучения вблизи линии генерации полупроводникового лазера. Показано, что при достаточно сильном превышении порога генерации исследуемого лазера спектральная зависимость деформируется и на ней возникают дополнительные максимумы, расположенные на расстоянии нескольких гигагерц от основного. Причиной эффекта является взаимодействие внешнего электромагнитного излучения с собственным через концентрацию неравновесных носителей заряда.

Разработан и реализован экспериментально инжекционный лазер с двойной обратной связь. Показано, что внешний резонатор играет роль частотного фильтра, вырезающего определенную моду оптоэлектронного автогенератора. Теоретически и экспериментально получена перестройка частоты следования световых импульсов при изменении длины внешнего резонатора. При кратном соотношении времени прохода света по внешнему резонатору и петле оптоэлектронной обратной связи достигался режим активной синхронизации мод. Таким образом, продемонстрирована возможность создания источника пикосекундных световых импульсов, не использующего внешнего ВЧ генератора тока. Разработан и создан генератор УКИ длительностью 50 пс и пиковой мощностью 10 мВт.

Проведены исследования полупроводниковых лазеров с динамически изменяемой размерностью для волоконно-оптических систем измерения характеристик физических полей. Было исследовано взаимодействие оптически связанных лазеров, разнесенных на большое расстояние. Изучались спектральные и мощностные характеристики системы двух оптически связанных посредством промежуточной оптики полупроводниковых инжекционных лазеров. Наблюдалось переключение продольных мод генерации, сопровождающееся модуляцией мощности излучения, из-за изменения оптических длин резонаторов при импульсном питании лазеров. При исследовании радиочастотного спектра шума было выявлено два вида шумов: субнизкочастотный и низкочастотный. Для подавления низкочастотного шума было предложено установить в зазор между оптически связанными лазерами интерферометр Фабри-Перо, настроенный на пропускание доминирующей моды задающего лазера, работающего с дифракционной решеткой во внешнем резонаторе. Интерферометр Фабри-Перо уменьшает спектральную ширину оптического взаимодействия. При исследовании работы лазеров в условиях спектрально-селективного взаимодействия было обнаружено, что использование интерферометра Фабри-Перо позволяет полностью подавить низкочастотный шум и существенно снизить уровень субнизкочастотного шума. В этих условиях удалось получить одномодовую амплитудную модуляцию излучения следящего лазера.

Результаты исследований двухмодовой генерации инжекционного полупроводникового лазера с двухзеркальным внешним дисперсионным резонатором показывают новые перспективы их применения в таких областях, как интерферометрия, создание датчиков различных физических величин (смещения, поворота и т.д.), спектроскопические методы высокого разрешения и ряде других. Отличительными особенностями двухмодового лазера на основе лазерного диода являются возможность формирования мод на больших спектральных интервалах (вплоть до десятка терагерц) и возможность управления модами, а, следовательно, и самой величиной спектрального интервала.

Кроме того высокая нелинейность активной области инжекционного лазера дает надежду на получение излучения на промежуточной длине волны, что отвечает дальнему ИК-диапазону. Был реализован устойчивый перестраиваемый двухмодовый режим генерации со спектральным интервалом от 50 ГГц до 1,6 ТГц. Разработан и создан макет малогабаритного спектрометра со спектральным разрешением менее 1A. Преимущества данного спектрометра по сравнению с промышленными образцами - малые габариты, оперативность настройки и возможность работы в реальном масштабе времени, что позволяет контролировать изменение спектральных характеристик полупроводниковых лазеров и светодиодов при различных токах накачки.

WEB-МАСТЕРУ