Исследование методов генерации СВЧ-сигналов на основе волоконно-оптических компонентов и высокоскоростных лазерных диодов для систем радиолокации, радиосвязи и измерительной техники : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель А. А. Афоненко

Abstract

Объектом исследования являются полупроводниковые лазеры. Целью работы является разработка научных основ создания волоконно- оптических функциональных устройств для генерации и распределения СВЧ- сигналов в системах радиолокации, радиосвязи и измерительной техники. Основные методы исследования: теоретический анализ и компьютерное моделирование. В результате проведенной работы проведено моделирование частотных и шумовых характеристик лазерных диодов с распределенной обратной связью за счет показателя преломления и поглощения, а также лазерных диодов с резонаторами Фабри–Перо в режиме оптической инжекции. Показано, что снижение зависимости выходных характеристик от разности частот задающего и ведомого лазера может быть достигнуто за счет уменьшения коэффициента отражения просветленного зеркала в лазере с резонатором Фабри–Перо. Установлено наличие нескольких резонансных откликов на модуляционной характеристике Фабри-Перо лазеров в режиме оптической синхронизации, которые определяются длиной резонатора и отстройкой частоты внешнего излучения. Предложен способ увеличения полосы прямой модуляции путем оптимизации положений двух резонансов. Проведены расчеты спектральных характеристик лазерных диодов в режиме оптической инжекции. Сформулированы условия генерации СВЧ-сигналов с минимальной шириной спектра. Дан сравнительный анализ различных способов формирования внешней оптической обратной связи в полупроводниковых лазерах. Рассмотрены схемы с зеркально и диффузно отражающими объектами и поляризационными элементами в канале внешней обратной связи. Получены выражения для эффективных коэффициентов обратного отражения в генерируемую лазером ТЕ-моду (когерентная составляющая) и ортогональную ТМ-моду (некогерентная составляющая обратной связи). Полученные результаты могут быть использованы при разработке полупроводниковых лазерных излучателей для измерительных устройств и систем оптической передачи информации и радиосвязи с оптическими магистралями