عنوان

تحلیل دینامیک زمانی و پایداری لیزرهای نیمه هادی تزویج شده

Number

پ۲۷۲۰۳

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تحلیل دینامیک زمانی و پایداری لیزرهای نیمه هادی تزویج شده

First Statement of Responsibility

مهسا اکبری

Name of Publisher, Distributor, etc.

برق وکامپیوتر

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۱

Specific Material Designation and Extent of Item

۷۷ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی نانوفناوری گرایش مهندسی نانوالکترونیک

Date of degree

۱۴۰۱/۰۶/۳۰

Text of Note

بعد از نتایج تجربی گزارش شده توسط رایپر و پائولی لیزرهای نیمه هادی تزویج شده از طریق میدان¬های میرا شونده مورد توجه و علاقه پژوهشگران قرار گرفت، که دلیل آن دینامیک غنی لیزرهای تزویج شده می¬باشد. رفتار قفل پایدار یک ویژگی عمومی در سیستم¬های تزویج شده از جمله لیزرهای تزویج شده است. یک روش مرسوم برای رسیدن به این ویژگی، قفل کردن لیزرها به یک ورودی خارجی (به عبارت دیگر قفل کردن به یک لیزر که در رژیم موج پیوسته کار می¬کند) می¬باشد. یک مزیت مهم این روش این است که از طریق افزایش فرکانس تشدید، کاهش چیرپ فرکانسی و باریک کردن طیف خروجی لیزر در بهبود عملکرد لیزرهای نیمه هادی موثر می¬باشد. ساده ترین مدل برای این نوع سیستم¬ها قرار گرفتن لیزر وابسته در معرض تزریق نوری از لیزر اصلی می¬باشد. ساختار مرسوم لیزر اصلی-لیزر وابسته در فرآیند قفل تزریق نوری لیزرهای تزویج شده، حداقل به سه لیزر و یک جداکننده احتیاج دارد که ساختار تقریبا پیچیده¬ای است. به منظور ساده سازی و کم کردن حجم ساختار، از قفل تزریقی متقابل لیزرها به وسیله یک مشدد حلقوی استفاده می¬شود. در صورت مدولاسیون مستقیم لیزرهای نیمه هادی، که به طور متقابل به یک مشدد حلقوی از طریق تزریق نور قفل شده¬اند، در خروجی سیستم سیگنال درفاز-تربیعی ( یا I/Q ) حاصل خواهد شد که در حوزه مخابرات نوری کاربردهای گسترده¬ای دارد.ساختاری که برای تولید مستقیم سیگنال های IQ نوری مورد بررسی قرار گرفته است، شامل دو لیزر تحت مدولاسیون مستقیم (یا DML ) است که به یک مشدد حلقوی با Q بالا تزویج شده¬اند که به منظور رسیدن به قفل تزریق متقابل پایدار و سرکوب حامل¬های نوری مورد استفاده قرار گرفته¬اند. در این ساختار شرایط قفل تزریق متقابل پایدار و پاسخ مدولاسیون بررسی شدند و معادلات نرخ مجموعه به روش عددی حل شده و پاسخ حالت ماندگار و پاسخ مدولاسیون سیستم تحت شرایط ناتنظیمی مختلف بررسی شد. در نهایت این نتیجه حاصل شد که فرکانس¬های لیزینگ به سمت فرکانس تشدید مشدد حلقوی کشیده شدند که به علت فیلتر شدن نور تزریقی متقابل بین لیزرها توسط مشدد حلقوی این اتفاق رخ می¬نمود. در این پژوهش منظور از ناتنظیمی اختلاف بین فرکانس لیزرها در حالت عملکرد عادی نسبت به فرکانس تشدید مشدد حلقوی است، که مشخص شد هر چه این اختلاف کمتر باشد فرکانس نوسانات لیزینگ نیز سریعتر میرا می¬شود و قفل تزریق پایدارتری خواهیم داشت. همچنین مشاهده شد پهنای باند مدولاسیون DMLها تحت شرایط قفل تزریق متقابل نسبت به شرایط عملکرد عادی DMLها افزایش یافت.

Text of Note

Abstract:After the experimental results reported by Riper and Pauli, coupled semiconductor lasers via evancent fields attracted the attention and interest of researchers, which is due to the rich dynamics of coupled lasers. Stable locking behavior is a common feature in coupled systems including coupled lasers. A common way to achieve this feature is to lock the lasers to an external input (in other words, lock to a laser that works in the c.w. regime). An important advantage of this method is that it is effective in improving the performance of semiconductor lasers by increasing the resonance frequency, reducing the frequency chirp and narrowing the laser output spectrum. The simplest model for this type of system is to expose the slave laser to light injection from the master laser. The conventional structure of master-slave laser in the optical injection locking process of coupled lasers requires at least three lasers and a isolator, which is an almost complex structure. In order to simplify and reduce the size of the structure, mutual injection locking of lasers is used by means of a ring resonator. In the case of direct modulation of semiconductor lasers, which are mutually locked to a ring resonator through light injection, the output of the In phase -quadratic signal (or I/Q) will be obtained, which has wide applications in the field of optical communication.A structure investigated for the direct generation of optical IQ signals consists of two directly modulated lasers (or DMLs) coupled to a high-Q ring resonator to achieve stable mutual-injection locking and carrier suppression. In this structure, stable mutual injection locking conditions and modulation response were investigated and set rate equations were solved numerically and steady state response and modulation response of the system were investigated under different detuning conditions. Finally, the result was that the lasing frequencies were moved towards the resonance frequency of the ring resonator, which happened due to the filtering of the mutual injected light between the lasers by the ring resonator. In this research, detuning refers to the difference between the frequencies of the lasers in the free running compared to the resonance frequency of the ring resonator, and it was found that the smaller this difference is, the faster the frequency of the laser generation oscillations will be damped and we will have a more stable injection locked system. It was also observed that the modulation bandwidth of DMLs increased under the conditions of mutual injection locking compared to the conditions of free running of DMLs.

Variant Title

Temporal dynamics and stability analysis of coupled semiconductor lasers

Entry Element

‏اکبری،

Part of Name Other than Entry Element

‏مهسا

Relator Code

تهيه کننده

Entry Element

‏باغبان،

Entry Element

صوفی،

Part of Name Other than Entry Element

‏حامد

Part of Name Other than Entry Element

‏ هادی

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور

Entry Element

‏تبریز