Исследование динамики лазерного излучения в зависимости от температуры в вертикально-излучающих полупроводниковых лазерах
Анчиков Д.А., Кренц А.А., Крестин С.В., Молевич Н.Е., Пахомов А.В.

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва
(национальный исследовательский университет) (СГАУ), Самара, Россия,
Самарский филиал Физического института имени П.Н. Лебедева РАН, Самара, Россия

Аннотация:
В работе рассматривается модель широкоапертурного полупроводникового вертикально излучающего лазера на основе полной системы уравнений Максвелла–Блоха в двумерном приближении на круглой и квадратной апертурах. Приводятся результаты анализа и моделирования динамики лазерного излучения в ближней и дальней зонах в зависимости от отстройки частоты, которую в случае полупроводниковых лазеров можно представить как функцию температуры. Результаты численного моделирования сравниваются с экспериментальными данными и теоретическими прогнозами.

Ключевые слова :
лазерная динамика, оптические структуры, режим генерации, качество излучения, отстройка частоты.

Цитирование:
Анчиков, Д.А. Исследование динамики лазерного излучения в зависимости от температуры в вертикально излучающих полупроводниковых лазерах / Д.А. Анчиков, А.А. Кренц, С.В. Крестин, Н.Е. Молевич, А.В. Пахомов // Компьютерная оптика. – 2015. – Т. 39, № 5. – С. 721-727. – DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-5-721-727.

Литература:

  1. Hegarty, S.P. Pattern Formation in the Transverse Section of a Laser with a Large Fresnel Number / S.P. Hegarty, G. Huyet, J.G. McInerney // Physical Review Letters. – 1999. – Vol. 8, Issue 7. – P. 1434-1437.
  2. Staliunas, K. Transverse Patterns in Nonlinear Optical Resonators / K. Staliunas, V.J. Sanchez-Morcillo. – Berlin: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2003. – P. 426.
  3. Otsuka, K. Generation of vortex array beams from a thin-slice solid-state laser with shaped wide-aperture laser-diode pumping / K. Otsuka, S.-N. Chu // Optics Letters. – 2009. – Vol. 34(1). – P. 10-12.
  4. Anchikov, D.A. Dynamic modes of wide-aperture laser systems above the second lasing threshold / D.A. Anchikov, A.A. Krents, N.E. Molevich, A.V. Pahomov // Bulletin of the Lebedev Physics Institute. – 2014. – Vol. 41(8). – P. 226-229.
  5. Schulz-Ruhtenberg, M. Length scales and polarization properties of annular standing waves in circular broad-area vertical-cavity surface-emitting lasers / M. Schulz-Ruhten­berg, Y. Tanguy, R. Jäger // Applied Physics B. – 2009. – Vol. 97. – P. 397-403.
  6. Schulz-Ruhtenberg, M. Transverse patterns and length-scale selection in vertical-cavity surface-emitting lasers with a large square aperture / M. Schulz-Ruhtenberg, I.V. Babushin, N.A. Loiko // Applied Physics B. – 2005. – Vol. 8. – P. 945-953.
  7. Gronenborn, S. Dynamics of the Angular Emission Spectrum of Large-Area VCSELs / S. Gronenborn, H. Moench, M. Mil­ler // Proceedings of SPIE. – 2010. – Vol. 7615. – P. 76150I.
  8. Yu, Y.T. Exploring lasing modes and polarization characteristics in broad-area square-shaped vertical-cavity surface emitting lasers with frequency detuning / Y.T. Yu, P.H. Tuan, C.P. Wen // Laser Physics Letters. – 2014. – Vol. 11. – P. 115001.
  9. Masoller, C. Modeling thermal effects and polarization competition in vertical-cavity surface-emitting lasers / C. Masoller, M.S. Torre // Optics Express. – 2008. – Vol. 16(26). – P. 21294.
  10. Schulz-Ruhtenberg, M.A. Experimental analysis of spatial states in broad-area vertical-cavity surface-emitting lasers. – PhD Thesis. – Berlin, 2008.
  11. Агравал, Г.П. Основы волоконной оптики / Г.П. Агра­вал; пер. с англ. – М.: Мир, 1996.
  12. Staliunas, K. Nonlinear pattern formation in active optical systems: shocks, domains of tilted waves, and cross-roll patterns / K. Staliunas, G. Slekys, C.O. Weiss // Physical Review Letters. – 1997. – Vol. 79. – P. 2658.
  13. Esteban-Mart?n, A. Experimental approach to transverse wave-number selection in cavity nonlinear optics / A. Este­ban-Mart?n, J. Garcia, E. Roldan, V.B. Taranenko, G.J. de Valcarcel, C.O. Weiss // Physical Review A. – 2004 – Vol. 69. – P. 033816.
  14. Заикин, А.П. Периодические автоволновые структуры в широкоапертурном лазере с отстройкой частоты. 2. Распределенная модель / А.П. Заикин, А.А. Кургузкин, Н.Е. Молевич // Квантовая Электроника. – 1999. – Т. 27, № 3. – С. 249-252.
  15. Заикин, А.П. Влияние скорости кросс-релаксации на поперечную динамику излучения широкоапертурного лазера / А.П. Заикин, Н.Е. Молевич // Квантовая Электроника. – 2004. – Т. 34, № 8. – С. 731-735.
  16. Анчиков, Д.А. Пространственно-временные неустойчивости в широкоапертурных лазерах / Д.А. Анчиков, А.А. Кренц, Н.Е. Молевич, А.В. Пахомов // Компьютерная оптика. – 2014. – Т. 38, № 4. – С. 681-685.

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20