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