Nonlinear photonics in mid-infrared quantum cascade lasers

ویرایش:  
نویسندگان: Jumpertz. Louise  
سری: Springer theses 
ISBN (شابک) : 9783319658797, 9783319658780 
ناشر: Springer 
سال نشر: 2017 
تعداد صفحات: 152 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 17 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 44,000



این پایان نامه اولین تحلیل جامع دینامیک غیرخطی لیزر آبشاری کوانتومی را ارائه می دهد و شامل اولین مشاهده رفتار آشوب زمانی در لیزرهای آبشاری کوانتومی است. همچنین اولین تجزیه و تحلیل ناپایداری های نوری در محدوده مادون قرمز میانی را ارائه می دهد.

لیزرهای آبشاری کوانتومی فروسرخ میانی، لیزرهای نیمه هادی تک قطبی هستند که به طور گسترده در کاربردهایی مانند طیف سنجی گاز، ارتباطات فضای آزاد یا اقدامات متقابل نوری مورد استفاده قرار گرفته اند. . اعمال اغتشاشات خارجی مانند بازخورد نوری یا تزریق نوری منجر به اصلاح شدید خواص لیزر آبشاری کوانتومی می شود. بازخورد نوری بر خواص استاتیکی لیزرهای آبشاری کوانتومی مادون قرمز میانی Fabry-Pero و بازخورد توزیع شده تأثیر می گذارد و باعث افزایش توان می شود. کاهش آستانه؛ اصلاح طیف نوری که می تواند تک حالته یا چند حالته باشد. و کیفیت پرتو افزایش یافته در لیزرهای چند حالته عرضی پهن. همچنین منجر به رفتار دینامیکی متفاوتی می‌شود و یک لیزر آبشاری کوانتومی که تحت بازخورد نوری قرار دارد می‌تواند به‌طور دوره‌ای نوسان کند یا حتی آشفته شود. بنابراین یک لیزر آبشاری کوانتومی تحت کنترل خارجی می‌تواند منبعی با ویژگی‌های پیشرفته برای کاربردهای معمول مادون قرمز باشد، اما می‌تواند کاربردهای جدیدی مانند نوسانگرهای فوتونی قابل تنظیم، ژنراتورهای رویدادهای شدید، تشخیص و محدوده نور آشفته (LIDAR)، آشوب ارتباطات ایمن مبتنی بر یا اقدامات متقابل غیرقابل پیش بینی.

This thesis presents the first comprehensive analysis of quantum cascade laser nonlinear dynamics and includes the first observation of a temporal chaotic behavior in quantum cascade lasers. It also provides the first analysis of optical instabilities in the mid-infrared range.

Mid-infrared quantum cascade lasers are unipolar semiconductor lasers, which have become widely used in applications such as gas spectroscopy, free-space communications or optical countermeasures. Applying external perturbations such as optical feedback or optical injection leads to a strong modification of the quantum cascade laser properties. Optical feedback impacts the static properties of mid-infrared Fabry–Perot and distributed feedback quantum cascade lasers, inducing power increase; threshold reduction; modification of the optical spectrum, which can become either single- or multimode; and enhanced beam quality in broad-area transverse multimode lasers. It also leads to a different dynamical behavior, and a quantum cascade laser subject to optical feedback can oscillate periodically or even become chaotic. A quantum cascade laser under external control could therefore be a source with enhanced properties for the usual mid-infrared applications, but could also address new applications such as tunable photonic oscillators, extreme events generators, chaotic Light Detection and Ranging (LIDAR), chaos-based secured communications or unpredictable countermeasures.

Front Matter ....Pages i-xxiii
 Introduction  (Louise Jumpertz)....Pages 1-8
 Quantum Cascade Lasers: High Performance Mid-infrared Sources  (Louise Jumpertz)....Pages 9-34
 Optical Feedback in Interband Lasers  (Louise Jumpertz)....Pages 35-61
 Impact of Optical Feedback on Quantum Cascade Lasers  (Louise Jumpertz)....Pages 63-91
 Beam Shaping in Broad-Area Quantum Cascade Lasers Using Optical Feedback  (Louise Jumpertz)....Pages 93-109
 Impact of Optical Injection on Quantum Cascade Lasers  (Louise Jumpertz)....Pages 111-130
 Conclusions and Perspectives  (Louise Jumpertz)....Pages 131-134