Разработка научных основ создания высокоскоростных оптоэлектронных устройств для контрольно-измерительной техники и волоконно-оптических систем передачи аналоговых и цифровых сигналов в частотном диапазоне до 60 ГГц / научный руководитель А. А. Афоненко

Abstract

Объектом исследования являются полупроводниковые лазеры. Целью работы является разработка физических принципов создания из- лучающих модулей на основе высокоскоростных лазерных диодов для ис- пользования в измерительных устройствах и системах радиосвязи с оптиче- скими магистралями в частотном диапазоне до 60 ГГц. Методы исследования: теоретический анализ и компьютерное моделиро- вание. В результате проведенной работы получена система связанных укорочен- ных волновых уравнений для полупроводниковых инжекционных лазеров в режиме сильной оптической инжекции. Проведены расчеты динамических и шумовых характеристик для лазеров с резонатором Фабри–Перо и распреде- ленной обратной связью в режиме внешней оптической синхронизации. В модели без правила отбора учтены поляризационные эффекты и рас- считаны амплитудно-отстроечные характеристики при перестройке длины волны генерируемого излучения в пределах полосы усиления квантовораз- мерных лазеров. Проведен анализ эффектов самосмешения в полупроводниковых лазерах для многомодового режима. Предложена модель, позволяющая оценивать влияние слабой оптической обратной связи от внешнего объекта на спектр излучения лазера. Изучены пути продвижения в область меньших частот терагерцового диапазона за счет варьирования компонентного состава слоев структуры и проведены численные расчеты энергетических и спектральных характери- стик квантово-каскадных лазеров. Разработана модель и проведен численный анализ влияния электрон- электронного и электрон-фононного взаимодействия в многоэлектронной си- стеме на спектры излучения квантоворазмерных гетероструктур. Полученные результаты могут быть использованы при разработке по- лупроводниковых лазерных излучателей для измерительных устройств и си- стем оптической передачи информации и радиосвязи с оптическими маги- стралями.