۵۱۴۷پ
per
طراحی و شبیه سازی VCSEL قابل تنظیم تمام نوری با نانوکریستالهای ۳ و ۴ ترازی
/پوریا صیاد خداشناس
دانشگاه تبریز: دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، گروه مهندسی الکترونیک
۱۳۲ص
چاپی
فاقدفایل پی دی اف
کارشناسی ارشد
مهندسی برق
۱۳۸۷/۰۴/۲۹
دانشگاه تبریز: دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، گروه مهندسی الکترونیک
هدف از این پژوهش شبیه سازی عملکرد تیغه آلائیده با نانوکریستال های سه و چهار ترازی در تنظیم پذیری تمام نوری طول موج لیزرهای VCSEL می باشد .بدین منظور تیغه ی مذکور در نقاط مختلف ساختار لیزر بکار گرفته شده و با اعمال میدان کنترلی به آن و در نتیجه کنترل ضریب شکست تیغه مذکور به تنظیم پذیری با رنج های بسیار بالا دست پیدا نمودیم .از مزیت های استفاده از این طرح می توان به موارد زیر اشاره نمود: - تمام نوری بودن آن - سرعت بالا- طول عمر بسیار طولانی - عدم وجود تاخیر زمانی - ثبات در جریان آستانه لیزر در رنج تنظیم - توان خروجی مطلوب در رنج تنظیم - حجم کوچک - دقت بالا برای تغییر شرط نوسان و ضرایب انعکاس و عبور با استفاده از حل همزمان معادلات کوپله بدست آمده از نرم افزار Matlab استفاده شده است .در ابتدای پژوهش از تیغه ای بر پایه ی EIT به عنوان آینه بازتاباننده لیزر استفاده شد که حاصل آن ایجاد تاخیر فاز ۱/۸ رادیانی توسط آینه بود که منجر به تنظیم پذیری nm ۴ لیزر گردید .از نتایج چشم گیر و فوق العاده این طرح می توان به کاهش تعداد جفت های سازنده آینه DBR بمنظور دست یابی به انعکاس ۹۹ اشاره کرد که این کار تنها با استفاده از ۲ جفت لایه بدست آمد .سپس این تیغه در یکی از لایه های محدود کننده لیزر بکار گرفته شد که حاصل آن دست یابی به رنج تنظیم پذیری nm ۱۰۰ بوده است که از رکوردهای موجود در دنیا فرا تر می باشد .ایده بعدی استفاده از این ساختار در هر دو لایه محدود کننده ی لیزر بوده است که nm ۲۵۰ تنظیم پذیری حاصل این کار بوده است .از مزایای این طرح خطی بودن تغییرات طول موج می باشد که بسیار حایز اهمیت می باشد .در انتها با تصحیح ایده دوم به رکورد تنظیم پذیری nm۴۵۰ دست پیدا کردیم که درنوع خود دست نیافتنی می نمود .مزیت عمده این طرح در عدم افول انعکاس آینه از مقدار ۹۹/۵ بوده است .شایان ذکر است که تمامی بازه های بدست آمده در طول موج مخابراتی nm ۱۵۵۰ بوده است .همان گونه که قبلا اشاره شد در تمامی موارد جریان آستانه ی لیزر در طول تنظیم پذیری ثابت مانده و بهره و توان خروجی آن نیز تغییرات قابل قبولی دارند .همچنین انتشار پالس در درون تیغه ی آلائیده با نانوکریستال ها مورد بررسی قرار گرفت و تاثیر پروفایل میدان کنترلی اعمالی بر انتشار پالس عبور کننده از تیغه مشاهده گردید .از نتایج قابل توجه این بخش می توان به دست یابی به تاخیر های زمانی متفاوت تنها با تغییرات شیب پروفایل میدان کنترلی اعمالی اشاره نمود.
.This research tries to simulate impact of a doped slab with ۳- and ۴- level nanocrystals on the all optical wavelength tuning of vertical cavity surface emitting laser. For this purpose the slab can be used in different parts of VCSEL structure and by applying a control field on and by controlling the index of refraction, wavelength tuning is obtained. The advantages of the proposal are: -All optical-Ultra high speed Long life time-Delay less-Constancy of threshold current in the range of tuning Good output power in the range of tuning Small volume High resolution Steady state condition of laser oscillation and modeling of time dependent behavior concludes to coupled equations are solved numerically. In the first stage the doped slab was used as a front reflector of the laser and by applying control field to the slab ۱.۸ radians phase delay was obtained which led to ۴ nm tuning range. It is noticeable that by using this strategy DBR layers needed to achieve ۹۹ reflection coefficient can be decreased to only ۲ layers. The result was ۱۰۰ nm tuning range that was higher than reported results. Next this slab used in both confinement layers of the laser, so, ۲۵۰ nm tuning range was obtained. The most significant advantage of these structures is linear operate of wavelength tuning with control field. Finally by modifying the one confinement structure, ۴۵۰ nm tuning range was achieved. It is worth to mention that the reflection coefficient was always above ۹۹.۵ . All of these proposals were in communication range with central wavelength of ۱۵۵۰ nm. Threshold current was also constant in all parts and output power and gain of laser change in acceptable range. Beside the slab involving Q-dots was used to wavelength tuning all optically, tunable delay time due to delay of the probe field owing to applied control field can be used in optical systems.We think that the proposed idea opens a new insight to all - optical system design
Vertical Cavity Surface Emitting Laser
Tunable Vertical Cavity Surface Emitting Laser
Tunability
Nanocrystal
All Optics Tuning
Electromagnetically Induced Transparency
صیاد خداشناس، پوریا
رستمی، علی، استادراهنما
مروج فرشی، محمد کاظم، استادمشاور
نمایه‌سازی قبلی
