Разработка научных основ создания высокостабильных оптоэлектронных генераторов и волоконно-оптических лазерных модулей для систем радиолокации и измерительной СВЧ-техники : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель А. А. Афоненко

Abstract

Объектом исследования являются полупроводниковые лазеры. Цель работы – создание научных основ создания высокостабильных оптоэлектронных генераторов/синтезаторов частоты для систем радиолокации и измерительной СВЧ-техники. Рассмотрено влияние механизмов нелинейного усиления, таких как динамический нагрев носителей излучением, выгорание пространственных и спектральных провалов, на действительную и мнимую части показателя преломления. Установлена зависимость эффективного параметра амплитудно-фазовой связи для нелинейного усиления от частоты излучения и уровня накачки. Показано, что основным механизмом нелинейного усиления, определяющим вышеуказанный параметр, является динамический нагрев носителей излучением. В результате выполнения работы создана динамическая распределенная модель инжекционного лазера, учитывающая квантовые шумы спонтанного излучения и позволяющая рассчитывать оптические и радиочастотные спектры излучения лазерных структур, включая структуры с распределенной обратной связью. Показано, что СВЧ генератор может быть создан без использования электронных усилителей на базе лазера с синхронизацией внешним излучением или с насыщающимся поглотителем, работающим в режиме генерации самоподдерживающихся пульсаций. Путем численного эксперимента установлена возможность определения параметров микровибраций слабоотражающих объектов с помощью кепстрального анализа сигнала самосмешения в полупроводниковом лазере. Теоретически продемонстрирована возможность получения лазерной генерации при инжекционной накачке в квантоворазмерных гетероструктурах квантовых ям HgTe/CdHgTe в диапазоне длин волн 26–30 мкм. Полученные результаты могут быть использованы при разработке полупроводниковых лазерных излучателей для измерительных устройств и систем оптической передачи информации и радиосвязи с оптическими магистралями.