Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Физико-математические науки
Оптика, лазерная физика

Диссертационная работа:

Гладышев Алексей Вячеславович. Инжекционные лазеры с гибридным резонатором на волоконной брэгговской решетке : Дис. ... канд. физ.-мат. наук : 01.04.21 Москва, 2005 122 с. РГБ ОД, 61:06-1/227

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

Глава 1. Инжекционные полупроводниковые лазеры с внешним

резонатором на волоконной брэгговской решетке. (Обзор

литературы) 10

1.1. Области применения инжекционных лазеров с внешним резонатором на

волоконной брэгговской решетке 10

1.2. Особенности конструкции инжекционных лазеров с волоконной

решеткой во внешнем резонаторе 17

1.3. Ширина линии генерации инжекционных лазеров с внешним

резонатором на ВБР 22

1.4. Возможности применения ЛД с ВБР в качестве перестраиваемого

источника излучения 26

1.5. Анализ методов получения непрерывно перестраиваемого
, одночастотного режима генерации в инжекционных лазерах 28

Глава 2. Экспериментальные установки, методики исследований,
образцы лазеров и волоконных решеток
33

2.1. Конструкция и параметры исследованных образцов лазеров, лазерных
чипов и волоконных решеток 33

2.1.1. Гибридные лазеры промышленной сборки 33

2.1.2. Лазерные чипы и волоконные решетки для создания перестраиваемых
одночастотных гибридных лазеров для спектроскопических
применений 37

2.2. Методика исследования ватт-амперных характеристик 41

2.3. Установка и методика исследований одночастотного режима с узкой
линией и его перестройки с помощью волоконных интерферометров
Маха-Цендера 46

2.4. Установка и методика исследований перестройки частоты генерации с
помощью эталона Фабри-Перо 53

2.5. Изготовление микролинзы на торце волоконного световода 55

Глава 3. Исследование когерентных свойств излучения промышленных
образцов ЛД с ВБР
59

3.1. Измерение оптических характеристик волоконных брэгговских решеток
в составе гибридного резонатора. Спектры генерации инжекционных
лазеров вблизи порога 59

3.2. Ватт-амперные характеристики инжекционных лазеров с гибридным
резонатором и зависимости мощности генерации от температуры.
Модовый состав и спектры генерации 64

3.3. Исследование одночастотного режима с узкой линией генерации.
Когерентные свойства и перестроечные характеристики инжекционных
лазеров с гибридным резонатором на волоконных
решетках 73

3.4. Обсуждение экспериментальной зависимости перестройки частоты
генерации от тока накачки в ЛД с ВБР 86

Глава 4. Исследования по разработке и созданию новых инжекционных
лазеров с внешним резонатором на волоконной брэгговской
решетке
90

4.1. Предварительные исследования, по созданию ЛД с ВБР с диапазоном
непрерывной перестройки более 30 ГГц 90

4 4.2. Создание широко перестраиваемого ЛД с ВБР для регистрации линии

поглощения метана 96

4.3. Создание перестраиваемого ЛД с ВБР для регистрации линии

поглощения аммиака 104

4.4. Ширина линии генерации созданного лазерного модуля на длину волны

1=1,5225 мкм 113

Заключение 116

Литература 118

Введение к работе:

Развитие инжекционных полупроводниковых лазеров на протяжении последних 30 лет тесно переплетается с развитием волоконной оптики. Перспективы, открываемые волоконно-оптической связью [1], послужили стимулом для бурного роста числа исследований и практических разработок полупроводниковых лазеров как источников излучения для волоконно-оптических применений. За это время было решено множество проблем, таких как эффективная стыковка активной области лазера с волоконно-оптическим трактом, создание инжекционных лазеров на длины волн около 1,3 и 1,55 мкм, попадающих в области прозрачности волоконных световодов, достижение минимальных потерь в кварцевых волокнах, высокочастотная модуляция выходного излучения лазера током накачки и т.д.

Одной из важнейших задач для многих практических и научных применений инжекционных лазеров является проблема получения одночастотного режима генерации и возможность управления этим режимом. Именно одночастотный режим является необходимым условием для таких применений, как интерференционные датчики различных физических величин, системы оптической связи с плотным спектральным уплотнением каналов (DWDM), спектроскопия молекул и т.д.

Существует несколько методов обеспечения одиочастотной генерации в инжекционных лазерах [2, 3, 4]. Среди них следует особо выделить метод, основанный на использовании в качестве зеркала во внешнем резонаторе брэгговской решетки показателя преломления, записанной в одномодовом волоконном световоде. При простоте реализации по сравнению с другими методами, в таком подходе сочетаются преимущества инжекционных лазеров и волоконных брэгговских решеток, а именно: компактные размеры

простота модуляции током накачки

высокая спектральная селективность

естественное сопряжение с волоконно-оптическими технологиями

Лазерные диоды с волоконной брэгговской решеткой (ЛД с ВБР) во внешнем резонаторе изучаются с середины 80-х годов [5, 6, 7, 8] и получили в литературе название гибридных лазеров. К настоящему времени известно, что в таких лазерах можно получить одночастотный режим с узкой (6v«l кГц [4, 19]) линией генерации. Продемонстрировано стабилизирующее влияние волоконной решетки на длину волны генерации лазера. В последние годы проводятся интенсивные исследования ЛД с ВБР ввиду перспективы их применения в системах связи с плотным спектральным уплотнением каналов. При этом решаются задачи генерации солитонных импульсов с высокой частотой следования, а также задачи удержания длины волны генерации в жестко заданных спектральных интервалах (ДХ,=4А), отведенных под каналы передачи данных в DWDM-системах связи.

В то же время, остаются малоизученными некоторые вопросы, представляющие интерес, как с научной точки зрения, так и с точки зрения практических применений. Необходимо отметить, что на сегодняшний день не проводилось целенаправленных исследований лазеров данной конструкции на предмет получения одночастотного режима генерации, непрерывно перестраиваемого током накачки в достаточно широком (более 30 ГГц) частотном диапазоне. Вопросы, связанные с перестройкой частоты генерации в течение импульса накачки (чирп частоты) если и обсуждаются, то только как нежелательный эффект, который должен быть сведен к минимуму. Между тем, создание ЛД с ВБР, непрерывно перестраиваемых более чем на 30 ГГц, позволило бы говорить о существенном расширении области их применения, поскольку дает возможность применять такие

7 лазеры в молекулярной спектроскопии, датчиковых системах детектирования отдельных газов и т.д.

Данная диссертационная работа посвящена исследованию перестроечных характеристик и когерентных свойств инжекционных лазеров с внешним резонатором на волоконной брэгговской решетке. В работе рассматривается вопрос о ширине линии генерации таких лазеров. Изучается перестройка частоты генерации током накачки в режиме с узкой линией генерации. Предложен и впервые реализован новый подход к созданию перестраиваемых ЛД с ВБР для целей диодной лазерной спектроскопии. При этом продемонстрирована возможность применения данных лазеров для регистрации газов имеющих линии поглощения в области прозрачности волоконных световодов (А~0,7-И,7 мкм).

Содержательная часть диссертационной работы состоит из четырех глав.

В Главе 1 дан обзор литературы по инжекционным лазерам с волоконной решеткой во внешнем резонаторе. Обсуждаются особенности конструкции резонатора ЛД с ВБР и области применения таких лазеров. В этой главе также приводится сравнительный анализ методов получения одночастотного перестраиваемого режима генерации в инжекционных лазерах. Подробно описаны основные идеи по созданию таких лазеров, указаны возможные области применения. Рассмотрены основные теоретические представления о ширине линии генерации и влияющих на нее факторов.

Подобные работы
Гулямова Эльмира Сайфутдиновна
Лазеры с длинным резонатором
Шулятьев Виктор Борисович
Самофильтрующий неустойчивый резонатор в технологических CO2-лазерах
Микерин Сергей Львович
Улучшение характеристик излучения твердотельных лазеров методом компенсации термических искажений резонатора с использованием высокоэффективных активных сред и систем накачки
Еремейкин Олег Николаевич
Электронная компонента изменения показателя преломления лазерных кристаллов при интенсивной накачке и ее роль в формировании голографических зеркал в лазерах на динамических решетках населенности
Дюделев Владислав Викторович
Пороговые, спектральные и пространственные характеристики GaAs/AlGaAs лазеров с искривленными штрихами брегговской решетки обратной связи, обеспечивающей фокусировку выходного излучения
Скоров Дмитрий Владимирович
Излучательные характеристики инжекционных лазеров со связанными вертикальными резонаторами
Климов Кирилл Игоревич
Технология изготовления и исследование одночастотных полупроводниковых лазеров с волоконно-брэгговской решеткой
Воронина Елена Анатольевна
Высокодобротный призменный резонатор кольцевого лазера малогабаритного лазерного гироскопа
Воронина Елена Анатольевна
Высокодобротный призменный резонатор кольцевого лазера малогабаритного лазерного гироскопа

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net