Переходные процессы при поляризационных переключениях в поверхностно излучающих полупроводниковых лазерах

  • Леонид Иванович Буров Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Александр Сергеевич Горбацевич Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Павел Михайлович Лобацевич Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

Аннотация

На основе численного моделирования проведено исследование поляризационного гистерезиса в поверхностно излучающих полупроводниковых лазерах. Характерной особенностью являлось возбуждение полупроводниковых лазеров треугольным импульсом, в котором ток линейно возрастал от нуля до значения, существенно превышающего точку поляризационного переключения, а затем с такой же скоростью спадал до нуля. Результаты численных расчетов показывают, что все особенности формирования петли поляризационного гистерезиса связаны с инерционностью формирования поляризационных характеристик в области поляризационных переключений. В частности, показано, что диапазон линейности формирования петли поляризационного гистерезиса может быть расширен за счет сдвига точки поляризационного переключения в область больших значений инжекционного тока.

Биографии авторов

Леонид Иванович Буров, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат физико-математических наук, доцент; доцент кафедры общей физики физического факультета

Александр Сергеевич Горбацевич, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат физико-математических наук; доцент кафедры общей физики физического факультета

Павел Михайлович Лобацевич, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

аспирант кафедры общей физики физического факультета. Научный руководитель – Л. И. Буров

Литература

  1. Chen Y. C., Liu J. M. Polarization bistability in semiconductor lasers. Appl. Phys. Lett. 1985. Vol. 46, issue 1. P. 16–18. DOI:10.1063/1.95834.
  2. Chen Y. C., Liu J. M. Polarization bistability in semiconductor lasers: Rate equation analysis. Appl. Phys. Lett. 1987. Vol. 50,issue 20. P. 1406–1408. DOI: 10.1063/1.97835.
  3. Klehr A., Barwolf A., Muller R., et al. Ultrafast polarization switching in ridge waveguide laser diodes. Electron. Lett. 1991.Vol. 27, No. 18. P. 1680–1682.
  4. Klehr A., Muller R., Voss M., et al. Gigahertz switching behavior of polarization-bistable InGaAsP/InP lasers under high-fre-quency current modulation. Appl. Phys. Lett. 1994. Vol. 64, issue 7. P. 830–832. DOI: 10.1063/1.111028.
  5. Kawaguchi H. Bistable laser diodes and their applications: state of art. IEEE J. Sel. Topics Quant. Electron. 1997. Vol. 3, issue 5.P. 1254–1270. DOI: 10.1109/2944.658606.
  6. Chang-Hasnain C. J., Harbison J. P., Florez L. T., et al. Polarization characteristics of quantum well vertical cavity surfaceemitting lasers. Electron. Lett. 1991. Vol. 27, No. 2. P. 163–164.
  7. Yu S. F. Theoretical analysis of polarization bistability in vertical cavity surface emitting semiconductor lasers. J. LightwaveTechnol. 1997. Vol. 15, No. 6. P. 1032–1041.
  8. Kawaguchi H. Recent progress in polarization-bistable VCSELs and their applications to all-optical signal processing. In: Adv.lasers. New York : Springer, 2015. P. 1–17.
  9. Paul J., Masoller C., Mandel P., et al. Experimental and theoretical study of dynamical hysteresis and scaling laws in the po-larization switching of vertical-cavity surface-emitting lasers. Phys. Rev. A. 2008. Vol. 77, issue 4. Article ID: 043803. DOI: 10.1103/PhysRevA.77.043803.
  10. QuirceA., Perez P., Lin H., et al. Polarization switching region of optically injected long-wavelength VCSELs. IEEE J. Quant.Electron. 2014. Vol. 50, No. 11. P. 921–928.
  11. Virte M., Mirisola E., Sciamanna M., et al. Asymmetric dwell-time statistics of polarization chaos from free-running VCSEL.Opt. Lett. 2015. Vol. 40, No. 8. P. 1865–1867. DOI: 10.1364/OL.40.001865.
  12. Burov L. I., Gorbatsevich A. S., Lobatsevich P. M. The induced amplification dichroism in surface-emitting semiconductorlasers. Vestnik BGU. Ser. 1, Fiz. Mat. Inform. 2016. No. 3. P. 63–70 (in Russ.).
  13. Coldren L.A., Corzine S. W. Diode Lasers and Photonic Integrated Circuits. New York : Wiley, 1995.
  14. Burov L. I., GorbatsevichA. S., Lobatsevich P. M. The effect of the orientational anisotropy of VCSEL parameters on the pos-sibility to implement polarization switching. J. Belarus. State Univ. Phys. 2018. No. 1. P. 51–57 (in Russ.).
  15. Jadan М., Burov L. I., Gorbatsevich А. S. Point model for describing the polarization parameters of a single-mode semiconduc-tor laser. J. Appl. Spectrosc. 2012. Vol. 79, issue 4. P. 577–582. DOI: 10.1007/s10812-012-9642-y.
  16. Panajotov K., Prati F. Polarization Dynamics of VCSELs, VCSELs. Springer Ser. in Opt. Sci. 2013. Vol. 166. P. 181–231.
  17. Verschaffelt G., Panajotov K., Albert J., et al. Polarization switching in vertical-cavity surface-emitting lasers: from experimen-tal observations to applications. Opto-Electron. Rev. 2001. Vol. 9. P. 257–268.
Опубликован
2019-01-20
Ключевые слова: поляризационное переключение, поляризационный гистерезис, поверхностно излучающий  полупроводниковый лазер, анизотропия
Как цитировать
Буров, Л. И., Горбацевич, А. С., & Лобацевич, П. М. (2019). Переходные процессы при поляризационных переключениях в поверхностно излучающих полупроводниковых лазерах. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 2, 17-24. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/482
Выпуск
№ 2 (2018): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Физика лазеров

Copyright (c) 2018 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).