Фазовая синхронизация линейки широкоапертурных лазерных диодов во внешнем резонаторе тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.21 ВАК РФ

Содержание.

Введение.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ по фазовой синхронизации линеек и матриц лазерных диодов—.—.—.—.—.

ГЛАВА П. Пространственные характеристики излучения сфазированной линейки лазерных диодов.

2.1. Свойства излучения единичного диода во внешнем резонаторе.

2.2. Фазовая синхронизация при связи «ближайших соседей».

2.3. Экспериментальные исследования схемы со связью ближайших соседей». Сопоставление с теоретическими данными.

2.4. Синхронизация линейки лазерных диодов в резонаторе Тальбо. Оптимальность параметров линейки и резонатора.

2.5. Синхронизация мощной линейки из N=20 лазерных диодов.

Создание систем на основе синхронизированных одномерных линеек или двумерных матриц полупроводниковых лазерных диодов представляет одно из перспективных направлений современной лазерной физики. Излучение таких систем характеризуется высокой интенсивностью, а возможность увеличения числа излучателей в лазерном модуле позволяет увеличить и выходную мощность при сохранении качества пространственных характеристик излучения. КПД более чем 50% полупроводниковых лазеров позволяет рассматривать синхронизированный модуль как эффективный источник накачки твердотельных лазеров, которые за счет большого времени жизни верхнего рабочего уровня позволяют получить излучение с большой энергией в импульсе. Кроме того, синхронизированный во внешнем резонаторе набор полупроводниковых лазерных диодов, является моделью для разработки синхронизированного многоэлеменгного твердотельного лазера на основе дисковой конфигурации, в которой длина активного элемента значительно меньше длины резонатора. Также, несомненным достоинством синхронизированных систем является возможность генерации одной поперечной моды, соответствующей полной апертуре активной среды, включающей периодический набор излучателей, при длине резонатора во много раз меньше чем длина, которую бы имел резонатор, если бы активная среда была не дискретная, а непрерывная, т. е. компактность системы - еще одно из преимуществ синхронизируемого набора излучателей.

Фазовая синхронизация лазеров реализуется за счет оптической связи между ними. Оптическая связь может быть организована внутри линейки или во внешнем резонаторе. Наиболее устойчивым является синхронизированный режим, соответствующий связи каждого из излучателей с каждым. Такая связь (точнее близкая к указанной) устанавливается либо в пределах антиволноводных линеек со специально подобранными скачками показателя преломления активной и пассивной сред, либо в резонаторе Тальбо, в котором эффект дифракционного воспроизведения поля периодического набора приводит к эффективной реализации связи всех излучателей со всеми.

Для достижения высоких мощностей излучения необходимо использовать линейки мощных широкоапертурных многомодовых в поперечном направлении лазерных диодов и решать проблему селекции одновременно как мод каждого из диодов, так и супермод набора этих диодов. Кроме того, если для узкоапертурных диодов гауссовское поперечное распределение в обеих плоскостях позволяло эффективно организовать обратную связь и получать мощностные характеристики в сфазированном режиме незначительно уступающие мощности несфазированной генерации набора, то для широкоапертурных диодов возникает проблема эффективного возврата излучения в активную среду вследствие несоответствия условия максимального энергосъема и одномодовости излучения каждого из диодов. При повышении средних мощностей излучения возрастает и мощность тепловыделения, что приводит к необходимости учитывать предельно допустимый градиент температуры вдоль линейки, что влечет за собой высокие требования как к технологическим процессам изготовления линеек и их монтажа на теплообменник, так и к физическим процессам, возникающим при интенсивном тепловыделении, таким как повышение температуры, неравномерное смещения спектра генерации диодов, образование «смайла» (от англ. «smile») линейки, т. е. ее искривления, что в значительной степени влияет на эффективность обратной связи, и т. д. Кроме того, с увеличением характерных размеров системы возрастают требования к точностям юстировки зеркал резонатора. Далее, для достижения синхронизированного режима необходимо просветлять внешний торец лазерного диода. Однако, при современном уровне технологии просветляющие покрытия позволяют увеличить порог генерации (на собственных торцах) лишь в 2-3 раза, что значительно ограничивает возможности получения мощного излучения, так как современные линейки позволяют использовать ток в 10 раз превышающий пороговое значение. Традиционные для лазерной техники задачи селекции и оптимизации также находят свое место в ряду основных проблем создания; набора синхронизированных излучателей. Перечисленные задачи определяют актуальность темы, а практическая значимость результатов имеет как фундаментальный интерес, так и широкий прикладной и технологический выход.

В Главе I содержится обзор теоретических и экспериментальных работ, посвященных проблеме создания лазеров на основе линеек сфазированных инжекционных лазерных диодов. Основные задачи, связанные с созданием сфазированных систем включают:

• поиск механизма, позволяющего обеспечить устойчивый сфазированный режим при высоких токах накачки в непрерывном режиме в условиях значительного тепловыделения и появления градиента температуры лазерных диодов вдоль линейки, приводящего к разбросу рабочих длин волн, уширению диаграммы направленности излучения и, возможно, к срыву сфазированного режима;

• обеспечение эффективной селекции N типов колебаний - супермод резонатора, для набора из N излучателей;

• концентрацию энергии излучения в единственный, дифракционно-ограниченный пичок.

Основываясь на результатах теоретических и экспериментальных исследований предпочтение отдается схеме с внешним резонатором Тальбо, обеспечивающий:

• эффективную обратную связь для каждого из диодов;

• возможность использования пространственных фильтров для достижения высоких селективных свойств;

• возможность концентрации 85% энергии излучения в единственный пичок за счет эффекта мультипликации изображений исходных диодов линейки в плоскости 2т/4.

На основе проведенного анализа делается вывод о необходимости исследования возможности создания мощной сфазированной во внешнем резонаторе линейки, состоящей из широкоапертурных многомодовых лазерных диодов в условиях высоких токов накачки импульсного, импульсно-периодического, квазинепрерывного и непрерывного режимов. В экспериментах используются линейки производства фирм «Полюс» (Россия) и «Siemens» (Германия).

В Главе П приводятся пространственные характеристики выходного излучения в сфазированном режиме для линеек лазерных диодов с различными параметрами. Показывается, что наилучшим результатам соответствуют распределения интенсивности излучения сфазированной линейки в дальней зоне, состоящие из пяти (для синфазной супермоды) и четырех (для антифазной супермоды) дифракционно-ограниченных порядков с расходимостью « 0.1 мрад в плоскости р-n перехода, измеренные по уровню полувысоты, при токах накачки \<^2,-\ПОр^'2.3 а и видностью картины V=0.94. Таким образом, демонстрируется возможность создания одномодовых лазеров для которых длина резонатора на 2 порядка меньше, чем длина определяемая критерием приблизительного равенства числа Френеля единице.

При мощности генерации излучения 10 Вт в непрерывном режиме наблюдается шестикратное превышение расходимости порядков над дифракционным пределом. Уширение пичков вызывается одновременной генерацией двух и более супермод резонатора, число которых увеличивается с ростом тока накачки, однако, не зависит от того является ли режим генерации импульсным, квазинепрерывным или непрерывным.

В Главе Ш демонстрируются спектральные характеристики излучения сфазированной линейки, которые, в противоположность пространственным характеристикам, зависят от режима генерации. Показывается, что в импульсном и квазинепрерывном режимах при селекции единственной супермоды (например, синфазной), спектр излучения состоит из набора последовательно расположенных продольных мод, число которых возрастает с током накачки. В непрерывном режиме при небольшом превышении порога генерации (1<1.51пор) спектр излучения зависит от настройки внешнего зеркала. При больших токах роль внешнего зеркала уменьшается.

В Главе IV проводится теоретический анализ возможностей сфазированных систем. Рассматривается механизм «расширяющий» частотную полосу фазовой синхронизации, что смягчает жесткие условия как на предельную расстройку длин резонаторов, так и на допустимый градиент температуры вдоль линейки, позволяя реализовывать сфазированный режим выходя за рамки традиционных критериев. Также приводится объяснение экспериментального факта влияния настройки внешнего зеркала на спектральный состав излучения в непрерывном режиме и возможности подавления генерации большого числа продольных мод.

Цель работы

Экспериментальное исследование свойств излучения синхронизированной во внешнем резонаторе мощной линейки широкоапертурных многомодовых лазерных диодов, включая поиск механизма, расширяющего частотную полосу фазовой синхронизации, определение чувствительности мощностных, спектральных и пространственных характеристик излучения к расстройкам различных параметров системы, анализ эффективности селективности резонатора Тальбо, оценка возможности реализации эффективной обратной связи для многомодовых диодов, анализ деструктивной роли эффектов, связанных с интенсивным тепловыделением.

Научная новизна работы

1. Реализована генерация сфазированной во внешнем резонаторе Тальбо линейки широкоапертурных многомодовых лазерных диодов с мощностью более 10 Вт в непрерывном режиме, КПД 18% и шестикратным превышении угловой ширины дифракционных порядков над теоретическим пределом.

2. Теоретически показано, что в модели двух лазерных диодов, оптически связанных во внешнем резонаторе с длиной много большей длины резонатора диода, учитывающей отражение от выходного торца диодов, «расширяется» спектральная полоса фазовой синхронизации, что приводит к увеличению интервала предельных расстроек собственных частот резонаторов при которых еще возможна фазовая синхронизация.

3. Экспериментально продемонстрировано, что при использовании мощных линеек лазерных диодов с высокими значениями коэффициента заполнения § (англ. fill-factor) параметры излучения слабочувствительны к возможным расстройкам резонатора, а именно, при использовании линейки с ff=0.5, изменение относительной длины SZ/Zt внешнего резонатора в пределах 10% относительно плоскости ZT/4 (L=d2/2A=8,57 см) снижает мощность излучения в сфазированном режиме не более чем на 3%, а наклон внешнего зеркала на углы 8<4A/d в плоскости р-n перехода позволяет перестраивать модовый состав линейки так, что мощность излучения изменяется не более чем на 5 %.

4. Экспериментально показано, что для непрерывной генерации синхронизированной линейки при токах накачки 1<1.51пор образуются спектральные «дыры», причем ширина спектральных «дыр» составляет 8А=0.6-ь6 нм в зависимости от настройки зеркала.

5. Экспериментально продемонстрировано, что фазовая синхронизация во внешнем резонаторе линейки широкоапертурных многомодовых лазерных диодов, смонтированной на стандартный кондуктивный теплообменник не нарушается при мощности тепловыделения « 40 Вт и градиенте температуры 8Т=4 °С между диодами линейки.

Практическая ценность результатов

1. Продемонстрирована возможность достижения высоких мощностей в сфазированном режиме для линейки широкоапертурных лазерных диодов.

2. Показано, что четверть-тальботовский внешний резонатор позволяет селектировать синфазную супермоду, имеющую наибольшие потери для линейки из 20 излучателей с коэффициентом заполнения £¿=0.5 при токах 1<1.5 1„ор.

3. Реализован компактный лазер с дискретной излучающей апертурой 8 мм, обеспечивающий генерацию одной поперечной супермоды при длине резонатора с плоским внешним зеркалом Ь=9 см так, что формальное число Френеля составляет N^200» 1 при длине волны излучения Х=0.9 мкм.

4. Продемонстрировано, что для синхронизации линейки лазерных диодов с использованием внешнего резонатора достаточно устанавливать линейку на кондуктивный теплообменник с тепловым сопротивлением Кт=0.6 °С/Вт.

На защиту выносятся следующие положения

1. Синхронизированная во внешнем четверть-тальботовском резонаторе линейка широкоапертурных лазерных диодов с просветленным внешним торцом обеспечивает расходимость дифракционных порядков 0.67 мрад, что соответствует шестикратному превышению теоретического предела при мощности генерации 10 Вт в непрерывном режиме.

2. Модель для двух лазерных диодов, помещенных во внешний резонатор, которая учитывает отражение излучения от просветленного торца диодов в активную среду, приводит к расширению спектральной полосы режима фазовой синхронизации.

3. При токах накачки 1<1.51пор в спектре непрерывной генерации синхронизированной линейки наблюдаются спектральные «дыры», составляющие 8А,=0.6-Н5 им в зависимости от настройки внешнего зеркала.

4. При использовании линейки с коэффициентом заполнения £^0.5 и изменении относительной длины ЪЪ1Ъч внешнего резонатора в пределах 10% относительно плоскости Zт/4, мощность излучения в сфазированном режиме снижается не более чем на 8%, а наклон внешнего зеркала на углы Ч^А/с! в плоскости р-п перехода позволяет перестраивать состав супермод линейки так, что при этом мощность излучения изменяется не более чем на 5 %.

Апробация работы

Результаты диссертации докладывались на семинаре Института Общей Физики РАН (руководитель: А. М. Прохоров); Международной Конференции «LASERS '96», Портлэнд, Орегон, США, декабрь 1996; Международной Конференции «High Power Lasers Ablation», Санта-Фе, США, апрель 1998; Международной Конференции «High Power Lasers Conference», Санкт-Петербург, Россия, сентябрь 1998; Международной Конференции «Advanced High Power Lasers», Осака, Япония, ноябрь 1999. Материалы, вошедшие в диссертацию были опубликованы в 13 работах: [1-ХПЗ].

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитированной литературы (141 наименования) и списка публикаций автора по теме работ (13 наименований). Полный объем диссертации составляет 147 страниц, включая 42 рисунка и 3 таблицы.

Основные результаты, полученные в настоящей работе, могут быть сформулированы в следующем виде.

1. Исследована генерация на длине волны А,=933 нм, сфазированной во внешнем четверть-Тальботовском резонаторе, просветленной с внешнего торца линейки из 20 широкоапертурных лазерных диодов с излучающей апертурой 8=200 мкм и периодом их следования ¿=400 мкм. Получена расходимость дифракционных порядков 0.11 мрад и 0.67 мрад при мощности излучения 1.5 Вт и 10 Вт соответственно.

2. Теоретически показано, что отражение излучения от внешнего просветленного торца лазерного диода приводит к расширению частотной полосы существования режима фазовой синхронизации во внешнем резонаторе. Величина расширения полосы пропорциональна отношению длины внешнего резонатора к длине резонатора лазерного диода.

3. Экспериментально продемонстрировано, что во внешнем резонаторе при сфазированной генерации возбуждаются высшие поперечные моды лазерных диодов и увеличивается доля мощности излучения, которой они обмениваются, что подтверждает энергетическую выгодность сфазированного режима по сравнению с несфазированным.

4. Экспериментально показано, что при использовании линейки с коэффициентом заполнения Гг=0.5 изменение относительной длины ЪЪ1Ъх четверть-тальботовского резонатора в пределах 10% снижает мощность излучения в сфазированном режиме не более чем на 8%, а наклон внешнего зеркала на углы 0<4Я/с1 в плоскости р-н перехода -не более чем на 5 %.

5. Показано, что в квазинепрерывном режиме спектр генерации сфазированной линейки является многомодовым без спектральных «дыр», а в непрерывном режиме при мощности излучения 1.5 Вт обнаружено наличие «дыр», ширина которых составляет 61=0.6-^-6 нм в зависимости от настройки зеркала. Образование спектральных «дыр» объясняется наличием внешнего резонатора и стационарностью спектра генерации лазера в непрерывном режиме. Для импульсной генерации зарегистрировано смещение пика спектра при изменении тока накачки в зависимости от коэффициента отражения внешнего зеркала.

Благодарности

Автор выражает благодарность научному руководителю Аполлонову В. В. за постановку задачи и постоянное внимание к работе.

Считаю приятным долгом выразить искреннюю благодарность:

Державину Сергею Игоревичу - за непосредственное руководство темой работы, а также за разработку и создание действующих образцов излучательных элементов без которых работа не могла быть выполненой, оперативное решение самых неожиданных вопросов, возникших в процессе исследований, методологическую поддержку в ходе постановки экспериментов, плодотворное и заинтересованное обсуждение результатов, внимательное отношение к тексту диссертации и проявленные человеческие качества, которые создали комфортную для ведения исследований обстановку в лаборатории.

Машковскому Дмитрию Александровичу - за активное содействие при решении текущих вопросов, связанных с проведением экспериментов, обсуждением их результатов на семинарах, с возможностью оперативно сопоставлять результаты исследований для полупроводниковых лазеров с результатами для твердотельных лазеров.

Филоненко Владимиру Александровичу - за блестящее воплощение идей, заложенных при разработке в действующие образцы полупроводниковой техники на основе высокотехнологических процессов, проявленное умение эффективно организовать контролируемый технологический цикл, а также терпение при выполнении пожеланий автора изменять те или иные параметры в действующих эксклюзивных образцах и возможность оперативно совершенствовать конструкцию и устранять ее недостатки.

Заключение

1. Басов Н. Г., Беленов Э. М., Летохов В. С. Дифракционная синхронизация оптических квантовых генераторов. // ЖТФ, 1965, т.35, 1098.

2. Басов Н.Г., Беленов Э.М, Летохов B.C. Синхронизация колебаний в полупроводниковом лазере с несколькими р-n переходами. У/ ФТТ, 1965, т. 7, 337.

3. Перель В.И., Рогова И В. К теории лазеров с дополнительным зеркалом. // Опт. и спектр., 1968, т.25, 716.

4. Crowe J. and Ahearn С. External cavity and phase-locking of Gallium Arsenide Injection lasers. // IEEE J. of Quantum Electron., 1968, QE-4, 169.

5. Philip-Rutz E. and Edmonds H. Diffraction-limited GaAs lasers with external cavity. // Appl. Opt., 1969, v.8, 1859.

6. Прозоров OH, Ривлин Л.А., Якубович С.Д. Протяженный полупроводниковый квантовый генератор. // Письма в ЖЭТФ, 1970, т. 12, 282.

7. Ripper J. and Paoli Т. Optical coupling of adjacent stripe-geometry junction lasers. // Appl. Phys. Lett., 1970, v. 17, 371.

8. Прозоров ОН., Ривлин Л.А., Шелков H.B., Якубович С.Д. Исследование многолучевого полупроводникового лазера с излучающей решеткой. // Квантовая электроника, 1974, т.1, 169.

9. Streifer W., Burnham R., Paoli Т., Scifres D. // Laser Focus, 1984, v.20, N.9, 100.

10. Hinkley D., Lesh J., Menziez R. Laser in space. // Laser Focus, 1985, v.21, N.2, 78.

11. Katz J. // IEEE Comms. Mag., 1983, N.9, 20.

12. Bell A. Critical issues in high-density magnetic and optical data storage: Part I. // Laser Focus, 1983, v.19, N.8, 61.

13. Bell A. Critical issues in high-density magnetic and optical data storage: Part П. 11 Laser Focus, 1983, v.19, N.9, 125.

14. Быковский Ю.А., Евтихиев H.H., Елхов В.А., Ларкин А.И. Получение голограммы с помощью моноимпульсных одномодовых полупроводниковых лазеров. // Квантовая Электроника, 1975, т.2,1074.

15. Золотарев А.Н., Калашников СП., Кондратьев В.А., Морозов В Н. Полупроводниковые инжекционные лазеры в оптической обработке информации. // Труды ФИАН, 1987, №185, 90.

16. Botez D. and Peterson G. Modes of phase-locked diode laser arrays of closely spaced antiguides. //Electron. Lett., 1988, v.24, 1042.

17. Hadley G. Two-dimensional waveguide modeling of leaky-mode arrays. // Opt. Lett., 1989, v. 14, 308.

18. Scifres D., Burnham R. and Streifer W. Phase-locked semiconductor laser array. // Appl. Phys. Lett., 1978, v.33, 1015.

19. Butler J., Ackley D., Botez D. Coupled mode analysis of phase-locked injection arrays. // Appl. Phys. Lett., 1984, v.44, 293.

20. Butler J., Ackley D., Etterberg M. Coupled mode analysis of gain and wavelength oscillation characteristics for diode laser phased arrays. // IEEE J. of Quantum Electron., 1985, QE-21, 458.

21. Kapon E., Katz J., Yariv A. Supermode analysis of phase-locked arrays of semiconductor lasers. // Optics Lett., 1984, v.9,125.

22. Ackley D. High power multi-stripe injection lasers with channel guides. // IEEE J. of Quantum Electron., 1982, QE-18, 1910.

23. Acklley D. Single longitudinal mode operation of high power multiple-stripe injection lasers. // Appl. Phys. Lett., 1983, v.42, 152.

24. Katz J., Margalit S., Yariv A. Diffraction coupled phase-locked semiconductor array. // Appl. Phys. Lett., 1983, v.42, 554.

25. Chen Т., Yu K., Chang В., Hasson A., Margalit S., Phase-locked InGaAsP laser array with diffraction coupling. // Appl. Phys. Lett., 1983, v.43, 136.

26. Yang J., Jansen M. Single-lobed emission from phase-locked array lasers. H Electron. Lett., 1986, v.22,2.

27. Jansen M., Ou S., Yang J., Wilcox J., Sergant M., et al. Large optical cavity (LOC) semiconductor laser array. // Electron. Lett., 1986, v.22, 1083.

28. Wang S., Wilcox J., Jansen M., Yang J. In-phase-locking in diffraction-coupled phased array of diode lasers. // Appl. Phys. Lett., 1986, v.48, 1770.

29. Wilcox J., Jansen M., Yang J, Ou S., Sergant M., Simmons W. Supermode selection in diffraction coupled semiconductor laser arrays. // Appl. Phys. Lett., 1987, v.50,1319.

30. Wilcox J., Jansen M., Yang J., Petersen J., Silver A., et al. Supermode discrimination in diffraction coupled laser arrays with separate contacts. // Appl. Phys. Lett., 1987, v. 51, 631.

31. Chen K. and Wang S. Single-lobe symmetric coupled laser arrays. // Electron. Lett., 1985, v.21, 347.

32. Welch D, Cross P., Scifres D., Streifer W., Burnham R. High power (cw) in-phase locked "Y" coupled laser arrays. // Appl. Phys. Lett., 1986, v.49, 1632.

33. Базаров А.П., Голдобин И.С., Елисеев П.Г. и др. Формирование генерации в линейках полосковых GaALAs/GaAs лазеров с использованием активных направленных ответвителей. Н Квантовая Электроника, 1987, т. 14, 874.

34. Hardy A., Streifer W. // Optics Lett., 1985, v. 10, 335.

35. Botez D. Array-mode far-field patterns for phase-locked diode laser arrays: coupled mode theory versus simple diffraction theory. //IEEE J. of Quantum Electron., 1985, QE-21, 1752.

36. Agrawal G. // J. of Appl. Phys., 1985, v. 58, 2922.

37. Marshall W., Katz J. Direct analysis of gain-guided phase-locked semiconductor laser arrays. // IEEE J. of Quantum Electron., 1986, QE-22, 827.

38. Hadley G., Hohimer J., Owyoung A. High-order (v>10) eigenmodes in ten-stripe gain-guided diode laser arrays. //Appl. Phys. Lett., 1986, v.49, 684.

39. Hadley G., Hohimer J., Owyoung A. Free-running modes for gain-guided laser arrays. // IEEE J. of Quantum Electron.,1987, QE-23, 765.

40. Whiteways J. Zero-order supermode discrimination in semiconductor laser arrays. // Electron. Lett., 1986, v.22, 560.

41. Hadley G., Hohimer J., Owyoung A. The influence of thermal effects on the eigenmodes of gain-guided diode laser arrays. // J. of Appl. Phys., 1987, v.61,1850.

42. Scifres D., Burnham R., Lindstrom C., Streifer W., Paoli T. Phase-locked GaAlAs laser diode emitting 2.6 W cw from a single mirror. // Electron. Lett., 1983, v. 19, 169.

43. Welch D., Cross P., Scifres D, Harnagel G., et al. High power and high efficiency phased array lasers grown by a two-step metalorganic chemical vapour deposition. // Electron. Lett., 1986, v.22,464.

44. Scifres D., Streifer W., Burnham R, Paoli T., Lindstrom C. Near-field and far-field patterns of phase-locked semiconductor laser arrays. //Appl. Phys. Lett., 1983, v.42, 495.

45. Paoli T., Streifer W., Burnham R. Observation of supermodes in a phase-locked diode laser array. // Appl. Phys. Lett., 1984, v.45,217.

46. Andrews J., Paoli T., Streifer W., Burnham R. Individual spatial modes of a phase-locked injection laser array. // J. of Appl. Phys., 1985, v.58, 2777.

47. Botez D., Connoly J. High power phase-locked arrays of index-guided diode lasers. // Appl. Phys. Lett., 1983, v.43, 1096.

48. Scifres D., Streifer W., Burnham R. Monolithic multi-emitting laser device // US Patent, 1981, N4255717.

49. Chen К, Wang S. Single-lobe symmetric coupled laser arrays. // Electron. Lett., 1985, v.21, 347.

50. Taneya M., Matsumoto M., Matsui S., Yano S., Hijikata T. «0»-phase mode operation in phased array laser diode with symmetrically branching waveguide. // Appl. Phys. Lett., 1985, v.47, 341.

51. Streifer D, Cross P., Welch D, Scifres D. Analysis of Y-junction semiconductor laser array. // Appl. Phys. Lett., 1986, v.49, 58.

52. Chen K., Wang S. Analysis of symmetric Y-junction laser arrays with uniform near field distribution. //Electron. Lett., 1986, v.22, 644.

53. Streifer W., Welch D., Cross P., Scifres D. Y-junction semiconductor arrays-I: Theory. // IEEE J. of Quantum Electron., 1987, QE-23, 744.

54. Welch D., Cross P., Scifres D., Streifer W., Burnham R. In-phase emission from index-guided laser array up to 400 mW. // Electron. Lett., 1986, v.22, 293.

55. Welch D., Streifer W., Cross P., Scifres D. Y-junction semiconductor laser arrays-II: Experiments. // IEEE J. of Quantum Electron., 1987, QE-23, 752.

56. Голдобин И.С., Евтихиев H.H., Плявенек А.Г., Якубович С.Д. Фазированные интегральные решетки инжекционных лазеров. // Квантовая Электроника, 1989, т. 16, 1957.

57. Abbas G., Yang S., Chan V., Fujimoto J. Injection behaviour and modeling of 100 mW broad area diode lasers. // IEEE J. of Quantum Electron., 1988, QE-24, 617.

58. Chen M., Goldberg L., Weller J. Injection beam parameter optimization of an injection locked diode laser array. // Optics Lett., 1989, v. 14, 272.

59. Hohimer J., Hadley G , Owyoung A. Interelement coupling in gain-guided diode laser arrays. // Appl. Phys. Lett., 1986, v.48, 1504.

60. Verdiell J., Rajbenbach H., Huignard J. Injection locking of gain-guided diode laser arrays: influence of the master beam shape. // Appl. Optics., 1992, v.31,1992.

61. Levy J., Roh K. Coherent array of 900 semiconductor laser amplifiers. // in "Laser diodes and applications", Proc. SPIE, 1995, v.2382, 58.

62. O' Brein S., Schoenfelder and Lang R. 5-W cw diffraction limited in GaAs broad area flared amplifier at 970 nm. // IEEE Photonics Technol. Lett., 1997, v.9, 1217.

63. Mehuys D., Welch D., Goldberg L. 2-W cw diffraction limited tapered amplifier with diode injection. // Electron. Lett., 1992, v.28, 1944.

64. Abeles J., Amantea R., Rios R., Channin D. Finite difference beam propagation method modeling for high power fanned-out amplifier laser. // Conf. Digest OSA. Optical design for Photon. Conf., 1993, PD2.

65. Botez D., JansenM., Zmudzinski C, et al. Flat-phasefront fanout-type power amplifier employing resonant optical waveguide structures. // Appl. Phys. Lett., 1993, v.63, 3113.

66. Botez D., Mawst L., Peterson G and Roth T. Phase-locked arrays of antiguides: model content and discrimination. // IEEE J. of Quantum Electron., 1990, QE-26,482.

67. Fader W. Palma G. Normal modes of N-coupled lasers. // Optics Lett., 1985, v. 10, 381.

68. Botez D., Mawst L., Hayashida H., et al. Resonant optical transmission in phase-locked diode laser arrays of antiguides: the resonant optical waveguide array. // Appl. Phys. Lett., 1989, v.54, 2183.

69. Yang H., Mawst L., Nesnidal M., et al. 10 W near-diffraction-limited peak pulsed power from Alfree, 0.98 mkm emitting phase-locked antiguided arrays. //Electron. Lett., 1997, v.33, 136.

70. Botez D , Jansen M., Mawst L., Peterson G., and Roth T. Watt-range, coherent, uniphase powers from phase-locked arrays of antiguided diode lasers. // Appl. Phys. Lett., 1991, v.58, 2070.

71. Ramanujan S., Winful G., Felisky M., DeFreez R., Botez D. Jansen M., Wisseman P. Temporal behaviour of resonant-optical-waveguide phase-locked diode laser arrays. H Appl. Phys. Lett., 1994, v.64, 827.

72. Botez D. and Napartovich A. Phase-locked arrays of antiguides: analytical theory. // IEEE J. of Quantum Electron., 1994, v.30, 975.

73. Talbot H. Facts relating to optical sciences. // Philosophical Magazine and Journal of Science, 1836, Third Series, v.9, 401.

74. Стрэтт Дж. (Лорд Рэллей). Волновая теория света. М.ГИИТЛ, 208.

75. Марченко В Г. Самовоспроизводящиеся поля. И Квантовая Электроника, 1981, т.8, 1027.

76. Голубенцев А.А., Лиханский ВВ., Напартович А.П. Теория фазовой синхронизации лазеров. //ЖЭТФ, 1987, т.93,1199.

77. Аполлонов ВВ., Кислов В.И., Прохоров А.М. Фазовая синхронизация матрицы полупроводниковых диодов во внешнем резонаторе. // Квантовая Электроника, 1996, т.23, 1081.

78. Кандидов В.П., Кондратьев А.В., Суровицкий М.Б. Коллективные моды двумерных лазерных решеток в резонаторе Тальбо. // Квантовая Электроника, 1998, т.25, 712.

79. Waarts R., Mehuys D., Nam D., Welch D., Streifer W. and Scifres D. High power, cw, diffraction limited, GaAlAs laser diode array in an external Talbot cavity. // Appl. Phys. Lett., 1991, v.58, 2586.

80. D'Amato F., Siebert E. and Roychoudhuri C. Coherent operation of an array of diode lasers using a spatial filter of a Talbot cavity. // Appl. Phys. Lett., 1989, v.55, 816.

81. Leger J., Scott M. and Veldkamp W. Coherent addition of AlGaAs lasers using microlenses and diffractive coupling. // Appl. Phys. Lett., 1988, v.52, 1771.

82. Sanders S., Waarts R., Nam D, Welch D., Scifres D., Elbert J., Cassarly W., Finlan J., Flood K. High power coherent two-dimensional semiconductor laser array. // Appl. Phys. Lett., 1994, v.64, 1478.

83. Cassarly W., Ehlert J., Finlan J., Flood K, Waarts R., Mehuys D., Nam D. and Welch D. Intracavity phase-correction of an external Talbot cavity laser with the use of liquid crystals. // Optics Lett., 1992, v. 17, 607.

84. Голубенцев А.А., Лиханский В.П., Напартович А.П. Нелинейная подстройка набора лазеров. //Квантовая Электроника, 1989, т. 16, 730.

85. Cronin-Golomb М., Yariv A. and Ury I. Coherent coupling of diode lasers by phase conjugation. // Appl. Phys. Lett., 1986, v.48, 1240.

86. Feinberg J., and Bacher D. Phase-locking lasers with phase conjugation. // Appl. Phys. Lett., 1986, v.48, 570.

87. Segev M., Weiss S., and Fischer B. Coupling of diode laser arrays with photorefractive passive phase conjugate mirrors. //Appl. Phys. Lett., 1987, v.50, 1397.

88. Лиханский B.B., Напартович А.П., Сухарев А.Г. Фазовая синхронизация на общей нелинейной ячейке. // Квантовая Электроника, 1987, т. 14, 1733.

89. Mehuys D., Lang R., Mittelstein M., Salzman J., Yariv A. Self stabilized nonlinear lateral modes of broad area lasers. // IEEE J. of Quantum Electron., 1987, QE-23, 1909.

90. Verdiell J. and Frey M. A broad area mode coupling model for multistripe semiconductor lasers. // IEEE J. of Quantim Electron., 1990, QE-26,270.

91. Lang R., Larson A., Cody J. Lateral modes of broad area semiconductor lasers: theory and experiment. //IEEE J. of Quantum Electron., 1991, QE-27, 312.

92. Величанский В.Л., Зверков MB., Зибров AC., Никитин В В., Саутенков В.А. и др. Согласование полоскового инжекционного лазера с внешним резонатором. // Квантовая Электроника, 1990, т. 17,781.

93. Величанский В. JI., Чернышов А.К. Влияние кривизны волнового фронта на характеристики инжекционного лазера с внешним резонатором. // Квантовая Электроника, 1996, т.23, 233.

94. Chang-Hasnain С., Welch D., Scifres D., Whinnery J., Dienes A. and Burnham R. Diffraction-limited emission from a diode laser array in an apertured graded index lens external cavity. II Appl. Phys. Lett., 1986, v.49, 614.

95. Chang-Hasnain C., Berger J., Scifres D., Streifer W., Whinnery J. and Dienes A. High power with high efficiency in a narrow single-lobed beam from a diode laser array in an external cavity. // Appl. Phys. Lett., 1987, v.50, 1465.

96. Shafrin W., Seppala J., Mooradian A., Soltz В., Waters R., Vollmer B. and Bystrom K. High power, diffraction-limited, narrow-band, external-cavity diode laser. // Appl. Phys. Lett., 1989, v.54, 1731.

97. Shafrin W,, Mooradian A. Harding C. and Waters R. Lateral modes selectivity in external-cavity diode lasers with residual facet reflectivity. // IEEE J. of Quantum Electron., 1990, QE-26, 1756.

98. Champagne Y., Mailhot S. and McCarthy N. Numerical procedure for the lateral-mode analysis of broad-area semiconductor lasers with an external cavity. // IEEE J. of Quantum Electron., 1995, QE-31,795.

99. Endriz J., Vakili M., Browder G., DeVito M., Haden I., et al. High-power diode laser arrays. // IEEE J. of Quantum Electron.,1992, QE-28, 952.

100. Beach R, Bennet W., Freitas В., Mundinger D., et al. Modular microchannel cooled heatsinks for high average power laser diode arrays. // IEEE J. of Quantum Electron., 1992, QE-28, 966.

101. Missagia L., Walpole J., Liau Z. And Phillips R. MicroChannel heatsinks for two-dimensional high-power-density diode laser arrays. // IEEE J. of Quantum Electron., 1989, QE-25, 1988.

102. Mundinger D., Beach R., Bennet W., Solarz R., Krupke W., Staver R. and Tuckerman D. Demonstration of high-perfomance silicon-microchannel heat exchangers for laser diode array cooling. // Appl. Phys. Lett., 1988, v.53, 1030.

103. Аполлонов ВВ., Державин СИ., Кузьминов ВВ., Машковский ДА, Тимошкин ВН., Филоненко В.А. Эффективность охлаждения линеек лазерных диодов в контакте с пористой проницаемой стенкой. //ЖТФ, 1999, т.25, 87.

104. Garmire Е. and Tavis М. Heat sink requirements for coherent operation of high-power semiconductor laser arrays. // IEEE J. of Quantum Electron. , 1984, QE-20, 1277.

105. Nakwaski W. Three-dimensional analysis of a heat-spreading phenomenon in phase-locked arrays of oxide-isolated diode lasers. // J. of Appl. Phys. 1990, v.67, 2711.

106. Федоров M.B. Электрон сильном световом поле. // изд. Наука, 1991.

107. Derzhavin S., Kazakov A., and Kuzminov V. Three-level system with coherence formed via continuum states for inversionless amplification of radiation. // Laser Physics, 1995, v.5, 118.

108. Maschke K., Thomas P., Gobel E. Fano interference in type-II semiconductor quantum-well structures. // Phys. Rev. Lett., 1991, v.67, 2646.

109. Imamoglu A. and Ram R. Semiconductor laser without population inversion. // Optics Lett., 1994, v. 19, 1744.

110. ЛиханскийВ.В., Напартович А.П. Излучение оптически связанных лазеров. // УФН, 1990, т. 160, вып.З, 100.

111. Botez D. High-power monolithic phase-locked arrays of antiguided semiconductor diode lasers. II ШЕЕ Proc. J., Optoelectronics, 1992, v. 139, 14.

112. Botez D. Monolithic phase-locked semiconductor laser arrays. // Semiconductor Laser Array, ed by Botez D. and Scifres D., Cambridge University Press, 1994.

113. Высоцкий Д.В. Методы синхронизации наборов полупроводниковых лазеров. // Дисс. канд. физ.-мат. наук (01.04.03), 1998.

114. Кондратьев А.В. Коллективная генерация в лазерных решетках с дифракционной связью в резонаторе Тальбо. //Дисс. канд. физ.-мат. наук (01.04.21), 2000.

115. Григорьев И С, Мейлихов Е.З. Физические величины. // М. Энергоатомиздат, 1991.

116. Katz J. Power conversion efficiency of semiconductor injection lasers and laser arrays in cw operation. //IEEE J. of Quantum Electron., 1985, QE-21, 1854.

117. Ривлин Л. A. // Электронная техника. Сер. I, в.6, 1967, 93.

118. Scifres D., Burnham R. and Streifer W High power coupled multiple stripe quantum well injection lasers. //Appl. Phys. Lett., 1982, v.41, 118.

119. Богданкевич OB, Дарзнек С.А., Елисеев П.Г. Полупроводниковые лазеры. // изд. Наука, 1976.

120. Кейси X., Паниш М. Лазеры на гетероструктурах. т. 1 // изд. Мир, 1981.

121. Fujita Т., Ishizuka S., Fujito К., Serizawa Н. and Sato Н. Intensity noise suppresion and modulation characteristics of a laser diode coupled to an external cavity. // IEEE J. of Quantum Electron., 1984, QE-20, 492.

122. SagawaM., Kajimura Т., Todoroki S. and Sekine Y. Influence of temperature distribution along the junction plane on the lateral mode in AlGaAs phased lasers. // J. of Appl. Phys ,1990, v.67, 3527.

123. Scifres D., Burnham R.,and Streifer W. Phase-locked GaAlAs laser emitting 1.5 W cw per mirror. // Appl. Phys. Lett., 1983, v.42, 645.

124. Levine В., Logan R., Tsang W., Bethea C. and Merrit F. Optically integrated coherently coupled AlxGai.xAs lasers. // Appl. Phys. Lett., 1983, v.42, 339.

125. Rediker R., Schloss R., Van Ruyven L. Operation of individual diode lasers as a coherent ensemble controlled by a spatial filter within an external cavity. // Appl. Phys. Lett., 1985, v.46, 133.

126. Kapon E., Katz J., Margalit S. and Yariv A. Longitudinal mode control in integrated semiconductor laser phased arryas by phase velocity matching. // Appl. Phys. Lett., 1984, v 44, 157.

127. Lang R. and Kabayashi K. External optical feedback effects on semiconductor injection laser properties. // IEEE J. of Quantum Electron., 1980, QE-16, 347.

128. Henry C. Theory of the linewidth of semiconductor lasers. // ШЕЕ J. of Quantum Electron , 1982, QE-18, 259.

129. Li L. Static and dynamic properties of injection locked semiconductor lasers. // IEEE J. of Quantum Electron., 1994, QE-30, 1701.

130. Jansen M., Botez D , Mawst L., et al. Injection locking of leaky-wave coupled resonant optical waveguide arrays. // Appl. Phys. Lett., 1993, v.62, 547.

131. Mc Ilroy P. Calculation of the mode suppression ratio in Fabri-Perot, DBR, and external cavity lasers. // IEEE J. of Quantum Electron., 1990, v.26, 991.

132. Yamada M. and Suematsu Y. Analysis of gain suppression in undoped injection lasers. // .7. of Appl. Phys., 1981, v.52, 2653.

133. Yamada M. Transverse and longitudinal model control in semiconductor injection lasers II IEEE J. of Quantum Electron., 1983, QE-19, 1365.

134. Kazarinov R, Henry C. and Logan R. Longitudinal mode self-stabilization in semiconductor lasers. // J. of Appl. Phys., 1982, v.53, 4631.

135. Sato H, Fujita T., Ohya J. Theoretical analysis of longitudinal mode coupling in external cavity semiconductor lasers. // IEEE J. of Quantum Electron., 1985, QE-21, 284.

136. Petermann K. Calculated spontaneous emission factor for double-heterostaicture injection lasers with gain induced waveguiding. // IEEE J. of Quantum Electron., 1979, QE-I5, 566.

137. Epler J., Holonyak N., Burnham R., Paoli T. and Streifer W. Supermodes of multiple quantumwell heterostructure laser diodes operated (cw, 300 K) in external grating cavity. // J. of Appl. Phys. Lett., 1985, v.57, 1489.

138. Epler J., Holonyak N., Burnham R., Paoli T, Thorton R., Blouke M Transverse modes of gain guided coupled-stripe lasers: external cavity control of the emitter spacing. // Appl. Phys. Lett., 1985, v.47, 7.

139. Публикации автора по теме работы

140. V. Apollonov V.V., Derzhavin S.I., Kislov V.I., Kuzminov V.V., Mashkovsky D.A., Prokhorov A.M. Phase-locking of 2D structures. // Proc. of SPIE, 1998, v.3343, 148. High Power Laser Ablation, Santa Fe, USA, 26.04-30.04.98.

141. VI. Apollonov V.V., Derzhavin S.I., Kislov V.I., Kuzminov V.V., Mashkovsky DA, Prokhorov A.M. Phase-locking of 2D structures in a Talbot cavity. // Proc. of SPIE, 1998 v.3574, 74. High Power Laser Conference, St. Petersburg, Russia, 31.08-05 .09.98.

142. VII. Apollonov V.V., Derzhavin S.I., Kislov V.I., Kuzminov V.V., Mashkovsky D.A., Prokhorov A.M. Phase-locking of the 2D structures. // Optics Express, 1999, v. 4, №1, 19.

143. X. Аполлонов В В., Державин С И., Кузьминов В В., Машковский Д А., Прохоров A.M., Тимошкин В Н., Филоненко В. А. Линейка лазерных диодов. // Патент на изобретение РФ, №2166822 приоритет от 01.02.99.

144. XI. Аполлонов В В., Державин С И., Кузьминов В В., Машковский Д А., Прохоров A.M., Тимошкин В.Н., Филоненко В.А. Линейка лазерных диодов. // Патент на изобретение РФ, №2166823 приоритет от 01.02.99.

145. XII. Аполлонов В В., Державин С И., Кузьминов В.В., Машковский Д.А., Прохоров А.М., Тимошкин ВН., Филоненко В.А Фазировка линейки мощных лазерных диодов. // Квантовая Электроника, 1999, т.29,1.

146. XIII. Apollonov V.V., Derzhavin S.I., Kislov V.I, Kuzminov V.V., Mashkovsky D.A., Prokhorov A.M. High power laser diode array phase-locking. // Proc. of SPIE, 2000, v.3889, 134, Advanced High Power Lasers.