Исследование спектральных и флуктуационных характеристик излучения инжекционных лазеров в условиях внешней обратной связи тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

На правах рукописи

И ФЛУКТУАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗЛУЧЕНИЯ ИНЖЕКЦИОННЫХ ЛАЗЕРОВ В УСЛОВИЯХ ВНЕШНЕЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

01.04.03—радиофизика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Н. Новгород, 1996 г.

Работа выполнена на радиофизическом факультете Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского.

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук Царе-градский В. Б.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Якимов А. В.;

кандидат физико-математических наук Будкин Л. А.

Ведущее предприятие: Институт прикладной физики РАН.

Защита состоится « -Ь » с^-^ОЫЛ. _ 199 € г. в /Г часов

на заседании специализированного совета К 063.77.03 по радиофизике при Нижегородском государственном университете им. Н. И. Лобачевского (603600, Н. Новгород, ГСП-20, пр. Гагарина, 23, корп. 4, а уд. ).

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Нижегородского государственного университета.

Автореферат разослан « 2.6 » 199 £ г.

Ученый секретарь /

специализированного совета, 1Ц/ А

доцент ¿Л^ь/и^п В' В- Черепенников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Полупроводниковые инжекционные лазеры представляют собой один из наиболее перспективных источников когерентного оптического излучения. Присущие им миниатюрность, простота управления параметрами излучения и высокая эффективность преобразования энергии накачки открывают широкие возможности использования инжекционных лазеров в таких областях науки и техники, как оптическая связь, спектроскопия, квантовая метрология, приборостроение оптического диапазона и т.д. Практически во всех указанных применениях определяющее значение имеют когерентные свойства источника и связанный с ними спектральный состав излучения, а также флуктуационные характеристики лазера, а именно -уровень и спектральные особенности шума интенсивности и частоты генерации.

Отличительной особенностью класса инжекционных лазеров является сочетание короткого собственного резонатора с низкой добротностью и широкой спектральной линии усиления активного вещества. Вследствие этого полупроводниковые лазеры имеют склонность к многочастотной генерации, что обуславливает актуальность задачи управления и контроля спектра излучателя, а также разработки на базе инжекционных гетероструктур стабильных когерентных источников излучения с узкой шириной линии генерации. При этом источниками шума в полупроводниковых лазерах выступают квантовые флуктуации числа фотонов и инжектированных носителей, связанные с актами спонтанного излучения и усиливаемые конкурентным взаимодействием мод. В низкочастотной части флуктуационного спектра излучения присутствует избыточный фликкер-шум, обусловленный техническими источниками нестабильности, характеризующими режим работы излучателя, а также специфическими процессами в полупроводниковой активной среде. Еще одной отличительной особенностью полупроводниковых инжекционных лазеров является наличие сильной взаимосвязи частоты генерации с интенсивностью излучения. Такая взаимосвязь приводит к специфическому, присущему только полупроводниковым лазерам сложному взаимовлиянию спектрального состава излучения, флуктуация мощности и частоты генерации.

Проблемы, связанные с вышеуказанными особенностями генерации инжекционных лазеров, оказались в центре внимания исследователей

в конце 70-х годов, когда встал вопрос о серийном приборостроении с инжекционным лазером в качестве основного элемента суемы. В течение ряда лет была разработана общая математическая модель, учитывающая специфику полупроводникового лазера, получены основные соотношения, описывающие статистику шумовых источников, проанализированы фундаментальные особенности спектрального состава излучения для разных структур излучателей.

Наиболее широкое распространение к настоящему времени получили непрерывные лазеры на гетероструктурах СаАзЛ5аА1Аз. В последние годы происходит освоение новых диапазонов частот излучения, включая и далекую ИК-область спектра (лазеры на соединениях МаЛвР , на солях свинца и т.д.). Появляется и значительное количество новых технологических структур, обеспечивающих более эффективные параметры лазерной генерации (лазеры с распределенной обратной связью, лазеры на квантовых ямах, решетки сфазированных лазерных диодов и т.п.). Однако всем появляющимся вновь структурам полупроводниковых лазерных излучателей, отличающихся между собой и по химическому составу, и по технологической конструкции лазерного диода, присущи в той или иной степени (а иногда даже белее остро) те же основные проблемы, которые исторически впервые возникли при исследовании лазеров на СаЛв. Таким образом, все полупроводниковые лазерные структуры имеют общие специфические условия формирования когерентного излучения и схожие особенности эффективного управления лазерными параметрами, что и определяет единый подход к решению проблемы снижения уровня флуктуаций излучения и обеспечения стабильной одночастотной генерации в широком диапазоне рабочих параметров.

Целью диссертационной работы является экспериментальное и теоретическое исследование особенностей спектральных характеристик излучателей, работающих в условиях внешней оптической инжек-ции, систематизированный анализ флуктуаций излучения инжекционных лазеров на примере структур СаА1Аз, а также разработка и оптимизация методов управления лазерным излучением с применением систем оптической стабилизации.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались классические методы радиофизики, методы математической Физики. Экспериментальные исследования проводились с использованием стандартных методик оптических измерений и статистической обработки полученных данных.

Научная новизна работы.

1. Исследованы флуктуационные характеристики излучения ваА-1Аэ лазеров с различным спектральным составом и определены основные факторы, обуславливающие спектрально-флуктуационные особенности излучения. В результате проведенного анализа выявлена превалирующая роль спонтанного излучения и конкурентного взаимодействия мод в установлении результирующих параметров генерации при умеренных уровнях накачки инжекционного лазера ( ИЛ ) .

2. Проанализированы особенности флуктуаций отдельной лазерной моды излучателя, работающего в квазиодномодовом и многомодо-вом режиме генерации. Показано, что доминирующим фактором, определяющим оптический шум лазерной моды в припороговой области, являются вариации усиления в активном слое независимо от природы их происхождения.

3. Реализованы и проанализированы методы стабилизации излучения ИЛ ( в том числе и отдельной моды генерации ) за счет использования оптической обратной связи по цепи питания лазера и с использованием внешнего электрооптического элемента. В результате исследований разработан макет одночастотного стабилизированного малошумящего источника лазерного ИК-излучения на базе серийного отечественного ИЛ .

4. Предложено, реализовано и защищено авторскими свидетельствами несколько эффективных схем ИЛ с внешним резонатором, позволяющих получить устойчивую одночастотную генерацию с пониженным уровнем флуктуаций на лазерных диодных излучателях, склонных к многомодовому спектру генерации (короткий ВР , интегральный сферический ВР с частичным просветлением грани кристалла, волоконный ВР ).

5. Рассмотрен режим неустойчивости генерации ИЛ. обусловленной нарушением динамического равновесия числа носителей и фотонов под влиянием оптической внешней инжекции. Доказано, что амплитудно-фазовые условия генерации в ИЛ с внешним резонатором приводят

к несимметричному по частоте влиянию внешних источников неста • бильности на формирование спектра излучателя и его динамическую устойчивость.

Практическая значимость результатов. В результате теоретических и экспериментальных исследований были намечены основные пути повышения стабильности параметров генерации и обеспечения эффективного управления основными характеристиками лазерного излучения. Проведенный нами систематизированный количественный анализ показывает, что несмотря на значительный разброс излучатель-ных спектрально-флуктуационных параметров разных типов лазеров основные свойства излучателей определяются общими закономерностями, вытекающими из особенностей взаимодействия лазерного поля с активной полупроводниковой средой. Такая ситуация позволяет на основе выявленных специфических особенностей прогнозировать поведение более сложных лазерных конфигураций; продолжающих появляться в последние годы (лазеры на квантово-размерных слоях, лазеры с распределенной обратной связью и т.п.), а также создавать на базе лазерных диодов оптоэлектронные системы, наиболее полно использующие потенциальные возможности полупроводниковых лазерных структур.

Апробация результатов. Результаты диссертационной работы докладывались на IV Всесоюзной конф. "Флуктуационные явления в физических системах" ( г. Пущино. 1985г.), Всероссийском н.-т. семинаре "Стабилизация частоты" (г.Горький, 1988г.), VI Всесоюзной школе-совещании по стабилизации частоты (г.Канев,' 1989г.). Всесоюзном совещании "Низкочастотные шумы в полупроводниковых приборах и устройствах" (г.Черноголовка, 1991г.), Всесоюзной н.-т. конф. "Метрологические проблемы микроэлектроники" (п.Менделеево, Моск.обл., 1991г.), III Всесоюзном н.-т. семинаре "Физические основы деградации и надежности полупроводниковых приборов" (г.Москва. 1991г.), Международных научных конференциях "Оптика лазе-ров-93" (г. Санкт-Петербург, 1993г.), "Лазерные технологии-95" (г.Шатура. 1995г.). а также на ежегодных научных конференциях радиофизического ф-та Н11ГУ и семинарах каф. квантовой радиофизики.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в статьях [2-6,9-14.18,20-22], а также изданиях трудов всесоюзных и международных конференций [1.15-17,19].

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения. четырех глав, заключения, библиографии и приложения. Объем диссертации составляет 158 страниц основного текста, 51 рисунок и 1таблицу. Список литературы включает 212 наименований.

Содержание работы

Во введении рассмотрены и обоснованы актуальность и практическая ценность работы, а также приведено краткое описание содержания диссертации.

Первая глава работы посвящена анализу квантовых флуктуаций и оптического спектра излучения инжекционного лазера на базе рассмотрения модели скоростных уравнений с ланжевеновскими шумовыми источниками. В параграфе 1 рассмотрена основополагающая математическая модель описания лазерной моды на основе "квантово-механи-ческого уравнения с флуктуационным ланжевеновским источником. С учетом специфики полупроводниковой активной среды получены основные усредненные динамические характеристики, описывающие режим непрерывной генерации инжекционного лазера. В параграфе 2 проанализированы полученные в предыдущей части балансные динамические уравнения, записанные для случая многомодового лазера. В результате численного расчета, проведенного для характерных параметров серийных отечественных лазерных диодов, получены основные спектрально-энергетические соотношения, присущие лазерной генерации. Особое внимание при этом уделяется влиянию попарного"конкурентного взаимодействия мод и уровня спонтанного излучения ( а именно, совокупного уровня спонтанного излучения на пороге генерации ) на спектральный состав излучения. В параграфе 3 рассмотрена модель, описывающая амплитудные флуктуационные характеристики двухчастот-ного инжекционного лазера. На базе использованной двухмодовой модели как частного случая квазиодночастотного лазера получены соотношения. описывающие основные шумовые свойства такого режима излучения и определены наиболее общие закономерности, присущие

флуктуационному радиоспектру интенсивности излучения. Проанализировано также влияние различных физических процессов, происходящих в активной области излучателя, на спектрально-флуктуационные характеристики генерации. Здесь же рассмотрены наиболее общие аспекты формирования спектра фазовых (частотных) флуктуаций излучения лазера и взаимной амплитудно-частотной связи в резонаторе лазерного диода. В этой же главе приведено также описание общего состояния современных исследований в области амплитудных и частотных флуктуацуий излучения инжекционных лазеров.

Во второй главе представлены экспериментальные результаты проведенных исследований низкочастотных ( 1 - 105 Гц ) флуктуаций интенсивности излучения ИЛ, как совокупно по спектру, так и для отдельной моды, рассмотрены технические факторы, обуславливающие метрологические свойства излучения полупроводниковых инжекционных лазеров, а также предложены и проанализированы методы стабилизации амплитуды генерации за счет внешней оптико-электронной обратной связи. Параграф 4 посвяцен описанию технических факторов (ток накачки, температура активного слоя), способных влиять на низкочастотные флуктуации излучения ИЛ в низкочастотном диапазоне. Приведены также основные количественные оценки для влияния данных величин на результирующий уровень шума. Следующий параграф содержит краткое описание экспериментальных методик измерения значений амплитудных и частотных флуктуаций. а также описанию использованной при исследованиях экспериментальной установки. В параграфе 6 приведено описание серии поставленных экспериментов, показавших, что при использовании стабилизированного питания излучателей результирующий уровень низкочастотных фликкерных амплитудных флуктуаций излучения определяется не модуляционными шумами питания, как этого можно было ожидать из наиболее общей модели, а внутренними, усиленными в активном слое лазера квантовыми источниками нестабильности. Здесь же приводится описание разработанного макета лазера со стабилизированными теишческими характеристиками и даны оценки нижних предельных значений уровня нестабильности, обеспечиваемого данной системой. В параграфе 7 анализируются результаты исследования низкочастотных флуктуаций интенсивности излучения инжекционных серийных йаАШ лазеров и их связи со спектральным составом излучения. Вводится феноменологический параметр б . описывающий степень воздействия спонтанного излучения на ос-

новные излучательные характеристики данного типа лазеров. В результате статистической обработки экспериментальных данных выявлена жесткая взаимосвязь спонтанного фактора и шумовых характеристик излучения. Наблюдается также хорошей соответствие экспериментальных данных с теоретическими предсказаниями, сделанными в предыдущей главе на основе динамической модели лазера. В продолжение представленного анализа в следующем параграфе рассмотрены особенности флуктуационных низкочастотных спектров, связанные с влиянием оптического усиления активной среды на результирующий уровень шума излучения, причем основное внимание уделено при этом флуктуациям отдельной, доминантной моды излучателя. В частности, на базе анализа данных экспериментальных исследований показано, что увеличение уровня амплитудного шума в припороговой области и относительная стабилизация его выше порога жестко коррелирует с вариациями усиления &g и расчетным эффектом, вызываемым многократным переотражением оптической волны в резонаторе лазера.

В результате анализа представленных в данной главе соотношений сделаны выводы о возможных путях снижения уровня--флуктуаций излучения ИЛ. Конкретные конфигураций такого рода систем, использующих для стабилизации уровня мощности излучения в полосе 1 -105 Гц оптическую обратную связь по цепи питания излучателя и с применением внешнего электрооптического элемента, рассмотрены в параграфе 9. Особое внимание здесь уделено исследованию эффективности стабилизации отдельной моды излучения лазера при использовании в качестве управляющего сигнала, включающего полный набор мод излучения. Здесь же представлены результаты исследований по долговременной стабилизации интенсивности излучения. В результате сопоставления технических характеристик излучателей показано, что пассивная стабилизация рабочих параметров ИЛ определяет нижний предел уровня Шума излучения и относительную устойчивость одно-частотного спектра ИЛ. которая в! общем случае обусловлена факторами спонтанного излучения и эффектами межмодового взаимодействия. Однако, при использовании оптико-электронной обратной связи полоса стабилизации определяется широкополосностью системы подстройки и захватывают только фликкерный участок спектра флуктуаций ( до частот ( < 1 МГц ), что означает некоторую инерционность указанного метода. Более эффективное управление излучателъными характеристиками ИЛ ( уровень частотных и амплитудных флуктуации.

ширина линии генерации, спектральный состав ) осуществимо за счет непосредственной синхронизованной оптической инжекции от внешнего управляющего элемента непосредственно в активную область резонатора ИЛ." т.е. при использовании внешнего резонатора. Рассмотрению такого рода лазерных систем посвящена следующая глава диссертации.

Третья глава посвящена исследованию процессов, возникающих в системе лазерного излучателя с внешним резонатором, создающим оптическую обратную связь за счет инжекции части лазерной волны обратно в активную область с фазовой задержкой. В параграфе 10 представлены результаты анализа влияния фазовых и амплитудных условий генерации на усиление лазера и его оптический спектр. Поскольку применение внешнего резонатора ( ВР ) совместно с полупроводниковым лазером наряду с потенциальными возможностями улучшения спектрально-флуктуационных параметров характеризуется и возрастающим уровнем требований к стабильности ВР и согласованности его параметров с параметрами непосредственно лазерного, излучателя. особое внимание должно быть оказано условиям устойчивой одно-частотной генерации лазера и влиянию амплитудно-частотной связи на динамику такого составного резонатора. Рассмотренная в данном параграфе теоретическая модель применима для описания практически любых конкретных конфигураций внешнего резонатора. В параграфах И и 12 представлены и проанализированы три варианта разработанных нами конфигураций ВР, отличающихся условиями формирования спектра излучения и особенностями проявления флуктуационных характеристик:

1. Короткие ( длина ЬВР < 1НЯ ) резонаторы без дополнительных линзовых систем формирования оптического пучка, в которых обратная связь определяется непосредственно долей оптической мощности. инжектированной в активный слой после отражения от расположенного близко к ИЛ внешнего элемента (плоское диэлектрическое зеркало, сферический короткий резонатор).

2. Волоконный внешний резонатор, в котором оптическая мощность, отвечающая за обратную связь, распространяется по отрезку согласованного с апертурой ИЛ оптического волокна и после отражения от внешнего его торца вновь инжектируется в активную область.

3. Длинные резонаторные системы формирования оптического пучка (Ц, > 1*л). включающие систему линз и другие внутрирезона-

торные элементы.

Сравнительный анализ представленных модификаций излучателей с ВР показывает, что для первого типа лазеров оптическая обратная связь ( параметр обратной связи X. < 1 ) приводит к селектирующему изменению спектра излучательных потерь, не нарушая при этом спектрального ансамбля мод собственного резонатора ИЛ. Показано, что такие системы не позволяют добиться заметного сужения линии генерации, однако за счет модуляции потерь способны опеспечить устойчивое подавление боковых мод, предопределяя тем самым и пониженный уровень оптического шума излучения в широком диапазоне параметров ИЛ. В остальных двух конфигурациях излучателя сильная обратная оптическая связь ( X > 1 ) приводит к тому, что добротность ВР оказывается сравнимой или превышает добротность собственного резонатора ИЛ. В таких условиях наряду с возможностью резкого сужения линии генерации наблюдается существенное ограничение диапазонов параметров излучателя, в которых реализуется эффективная стабилизация одночастотного режима работы ИЛ. Таким образом, использование того или иного типа внешнего резонатора в системе с ИЛ должно определяться комплексом технологических требований на спектрально-флуктуационные характеристики излучения. В параграфе 13 представлены результаты анализа амплитудных и частотных флуктуации в схемах инжекционного лазера с ВР, а также ряд наиболее показательных экспериментальных характеристик. В частности, рассмотрены результаты исследования спектра флуктуаций интенсивности излучения данных излучателей в диапазоне 10 - 105 Гц и частотных флуктуаций в диапазоне 10"г - 10® Гц. Проведенный нами сравнительный анализ исследованных конфигураций излучателей приводит к выводу о том, что использование внешнего составного резонатора позволяет за-счет дополнительной добротности качественно менять спектрально-флуктуационные свойства излучения ИЛ, обуславливая возможность создания на базе схемы с ВР источника когерентного излучения с пониженным уровнем амплитудных флуктуаций или высокостабилизированного лазера с сужением линии генерации до 50 и более раз с прецизионной активной стабилизацией рабочих параметров излучателя.

Наконец, в последней главе представлены результаты исследования разработанной и созданной нами схемы лазерного доплеровско-го измерителя скорости (ЛДИС), основным элементом которого явля-

ется стабилизированный одночастотный лазерный диод на гетерост-руктуре йаМАз. Показано, в частности, что динамика ИЛ, работающего в условиях внешней инжекции сигнала, сдвинутого по частоте относительно падающего на движущийся объект лазерного поля, по своим проявлениям аналогична модели лазера с составным резонатором, в которую введен дополнительный флуктуационно-модуляциониый внешний источник. Здесь же представлены результаты экспериментальных исследований схемы ЛДИС, а также показана перспективность такой измерительной системы в ряде научно-практических применений.

В заключении сформулированы основные результаты, полученные в диссертационной работе.

Основные результаты

1. Теоретически и экспериментально исследованы и проанализированы флуктуационные характеристики излучения СаА1Аз лазеров с различным спектральным составом и определены основные факторы, обуславливающие спектрально-флуктуационные особенности их излучения. Выявлена превалирующая роль спонтанного излучения и конкурентного взаимодействия мод в установлении результирующих параметров генерации при умеренных уровнях накачки инжекционного лазера ( ИЛ ) .

2. Сделаны оценки влияния тока накачки и рабочей температуры излучателя и их нестабильности на флуктуации излучения и динамическую устойчивость спектра ИЛ . Показано, что в условиях пассивной стабилизации технических параметров лазерного излучателя на уровне ~ 10"® - 10"5 низкочастотные флуктуационные свойства определяются преимущественно внутренними квантовыми источниками нестабильности непосредственно в активной лазерной среде.

3. Проанализированы особенности амплитудных и частотных флуктуаций отдельной лазерной мода излучателя, работающего в ква-зиодномодовом и многомодовом режиме генерации. Показано, что доминирующим фактором, определяющим оптический шум лазерной мода в припороговой области, являются вариации усиления в активном слое независимо от природа их происхождения.

4. Рассмотрены, реализовани и проанализированы системы снижения амплитудных флуктуация излучения ИЛ за счет использования

оптической обратной связи по цепи питания лазера и с использованием внешнего электрооптического элемента. В результате исследований' разработан макет одночастотного стабилизированного малошу-мящего источника лазерного ИК-излучения на базе серийного отечественного ИЛ .

5. Предложено и реализовано несколько эффективных схем ИЛ с внешним резонатором ( ВР ). позволяющих получить устойчивую одно-частотную генерацию с пониженным уровнем шума излучения на лазерных образцах, склонных к многомодовому спектру генерации (короткий ВР , интегральный сферический ВР с частичным просветлением грани кристалла, волоконный ВР ). Предложены варианты согласующих оптических элементов, позволяющих уменьшить оптические потери во внешнем плече резонатора и оптимизировать ввод излучения ИЛ в волоконный световод.

6. Исследована селекция мод излучения ИЛ с коротким ВР ( т < т0 ) в условиях частичного просветления грани лазерного кристалла, определены параметры резонатора, при которых достигается оптимальное выделение доминирующей лазерной моды (до уровня 300 : 1 и выше). Предложен и реализован.ИЛ с интегральным сферическим коротким ВР , образованным оптическим плоскосферическим элементом, формирующимся на грани лазерного диода, исследованы основные из-лучательные характеристики такого лазера.

7. Проанализированы возможности сужения линии генерации и спектральной селекции мод ИЛ , оптически связанного с внешним волоконным интерферометром Фабри-Перо и определены оптимальные параметры такого внешнего резонатора.

8. Проанализированы особенности развития в ИЛ неустойчивости генерации, обусловленной нарушением динамического равновесия числа носителей и фотонов в активной области под влиянием оптической внешней инжекции. Доказано, что амплитудно-фазовые условия генерации приводят к несимметричному по частоте влиянию внешних источников нестабильности на формирование спектра излучателя и его динамическую устойчивость.

10. Разработана и создана модель лазерного доплеровского измерителя скорости ( ЛДИС ), использующего эффект гомодинного смешения внутреннего поля лазера с отраженной от движущегося объекта внешней инжектированной волной в активной зоне излучателя и исследованы экспериментально основные характеристики представленной

системы. Показано, что разработанная конфигурация ЛДИС описывается математической моделью ИЛ с внешним резонатором в условиях предельно низкого уровня оптической инжекции. Показано также, что предельная чувствительность указанного способа измерения поля скоростей ограничивается степенью когерентности излучателя и уровнем амплитудных флуктуаций лазерной волны в низкочастотном диапазоне.

Основные работы по теме диссертации

1. Маругин А.В., Харчев А.В. "Экспериментальные исследования флуктуаций интенсивности излучения полупроводникового лазера" // Тез.докл. IV Всесоюзной научн.конф. "Флуктуационные явления в физ. системах", г.Пущино.Моск.обл. -1985- С. 34.

2. Маругин A.B.. Харчев A.B. "Флуктуационные характеристики интенсивности излучения полупроводниковых инжекционных лазеров" // Техника средств связи, сер.РИТ -1986- выц. 1. С. 77-80.

3. Маругин A.B.. Харчев A.B. "Исследование модуляционных характеристик лазерных диодов" // Радиотехника -1986- N. 11, С. 89-92.

4. Маругин A.B., Харчев A.B. "О влиянии нестабильности питания на флуктуационные свойства излучения инжекционных лазеров"// ЖТФ -1987- Т. 57, N. 12. С. 2380-2382.

5. Маругин А.В.. Харчев А. В. "Влияние нестабильности накачки на радиочастотные шумовые спектры излучения лазерных диодов" // Радиотехника -1988- N. 12. С. 69-72.

6. Королев В. Н., Маругин A.B.. Харчев A.B., Цареградский В. Б. "Стабилизация амплитуды излучения полупроводниковых лазерных диодов" // ЖТФ -1989- Т. 59. N.8. С. 38-44.

7. Королев В.Н., Маругин A.B.. Харчев A.B. "Перестройка частоты генерации инжекционного лазера внешним дисперсионным резонатором" // в сб. "Повышение эффективности и надежности радиоэлектронных систем" ( под ред. проф. Степанова Н.С.), ГГУ, Горький, -1989- С.21-36. Деп. в ВИНИТИ N.3935-B89.

8. Королев В.Н., Маругин A.B.,. Харчев A.B. "НЧ-флуктуации интенсивности отдельных продольных мод инжекционного лазера" // в сб. "Низкочастотные шумы в полупроводниковых приборах и устройствах". ГГУ, г. Горький -1989- С. 173-178. Деп. в ВИНИТИ 14.11.90г. N5713-B90.

9. Королев В.Н.. Маругин A.B., Харчев A.B. "Особенности ста-

билизации интенсивности генерации полупроводниковых инжекционных излучателей с различным модовым составом излучения" // Техника средств связи.сер.РИТ -1990- N. 1, С.45-50.

10. Королев В.Н.. Маругин A.B., Харчев A.B. "Амплитудные шумы инжекционных излучателей с внешним резонатором" // Техника средств связи, сер. РИТ -1990- N. 2, С. 16-24.

11. Королев В.Н., Маругин A.B., Харчев A.B. "Сужение ширины линии инжекционных излучателей внешним резонатором" // Техника средств связи.сер.РИТ -1990- N. 5,С.30-37.

12. КоролевВ.Н., Красильщиков А.С., Маругин A. B. "Согласование одномодовых световодов с инкекционными лазерами с помощью микролинз из оптического компаунда" // Радиотехника -1990-N. 12. С. 86-88.

13. Королев В. Н., Красильщиков A.C., Маругин A.B. и др. "Од-ночастотный GaAs/GaAlAä ИНЖекциоННЫй лазер с интегральным коротким внешним резонатором" // Журнал Прикладной Спектроскопии -1991 - Т. 54, N. 2, С. 316-319.

14. КоролевВ.Н., Красильщиков A.C.. Маругин А.В. "Одночас-тотный лазер с узкой линией генерации на основе многомодового ин-жекционного излучателя с внешним резонатором малой длины" // ЖТФ - 1991 - Т.61.вып.6.С.172-175.

15. КоролевВ.Н., Красильщиков-А. С., Маругин А. В. и др. "Улучшение метрологических характеристик излучения полупроводниковых лазеров с помощью систем обратной связи" // Тез. докл. Всесоюзной н.-т.конф. "Метрологические проблемы микроэлектроники",г.Менделе-ево Моск.обл.-М. -1991- С.48.

16. Королев В. Н., Красильщиков A.C., Маругин A.B. и др. "Генератор частот оптического диапазона на основе стабилизированного полупроводникового лазера" // Тез.докл. Всесоюзной н.-т.конф. "Метрологические проблемы микроэлектроники" г.Менделее-во, Моск. обл. - М. -1991- С. 49.

17. Королев В. Н.. Красильщиков А. С., Маругин A.B., Харчев

A.B. "Исследование взаимосвязи шумовых и деградационных характеристик излучения полупроводниковых лазерных диодов" // Тез.докл. 3 Всесоюзного н.-т. семинара "Физические основы деградации и надежности полупроводниковых приборов". г.Москва -1991- С.45.

18. КоролевВ.Н.. Маругин A.B., Харчев A.B., Цареградский

B.Б. "Исследование устойчивости одночастотной генерации инжекци-

оннсго лазера с внешним резонатором" // Изв.вузов.Радиофизика -1993 - Т. 36, N. 2, С. 167-178.

19. Маругин A.B.. Цареградский В.Б. "ЛДИС на основе инжекци-онного лагерного диода" // Тез.докл. междунар. научн.конф. "Оптика лазеров - 93". г.Санкт-Петербург -1993- Т.2, С.507.

20. Мэругин A.B. "Флуктуации частоты лазерных инжекционных диодов' // Изв.вузов.Радиофизика -1993- Т.36.N. 10,С.952-955.

21. Маругин A.B. "Доплеровский измеритель скорости на основе икжекцмонного лазера" // ЖТФ -1994- Т.64.N. 1.С. 184-189.

22. Маругин A.B., Харчев A.B., Цареградский В.Б. "НЧ-флуктуа-ции мощности излучения отдельной продольной моды инжекционного лазера" // ЖГФ -1994- Т.64.вып.5.С.62-71.

23. Королев В.Н.. Маругин A.B.. Харчев A.B. "Инжекционный лазер с внешним волоконным резонатором" // Авт.свид. N. 1602328 от 22. 06.1990г.

24. Королев В.Н., Маругин A.B., и др. "Способ юстировки короткого внешнего резонатора инжекционного лазера" // Авт.свид. N. 1616470 от 22.08.1990г.

25. Королев В.Н., Маругин A.B. и др. "Способ изготовления противоастигматического средства инжекционного лазера" // Аьт. свид. N. 1797440 от 08.10.1992г.

26. Королев В.Н., Красильщиков А.С.. Маругин А.В., Харчев A.B. "Инжекционный лазер на двойной гетероструктуре" // Авт.свид. N. 1797439 ОТ 08. 10.1992г.

Оглавление диссертации

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. КВАНТОВАЯ МОДЕЛЬ ГЕНЕРАЦИИ ИНЖЕКЦИОННОГО ЛАЗЕРА. 1. Квантовая модель генерации ИЛ. 2.Полуклассическая модель ИЛ. Спектр генерации. 3.Квантовые флуктуации интенсивности и частоты излучения квазиодночастотного ИЛ. ,

Глава 2.ИССЛЕДОВАНИЕ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ФЛУКТУАЦИЙ ИЗЛУЧЕНИЯ И Л И МЕТОДОВ ИХ СТАБИЛИЗАЦИИ. 4.Влияние технических факторов на флуктуации излучения ИЛ. 5.Методика экспериментальных исследований НЧ-флуктуаций излучения ИЛ. 6. О влиянии шума питания на НЧ-флуктуации излучения ИЛ. 7.Особенности взаимосвязи амплитудно-

го НЧ-шума со спектральным составом излучения ИЛ. 8. Особенности спектра флуктуация интенсивности отдельных продольных мод ИЛ 9.Методы стабилизации интенсивности излучения ИЛ.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗЛУЧАТЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И Л С ВНЕШНЕЙ ОПТИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ. 10. Амплитудно-фазовые условия одночастотной генерации ИЛ с внешним резонатором. 11. Инжекционный лазер с коротким внешним резонатором. 12.Линия генерации ИЛ с внешним резонатором в условиях сильной оптической обратной связи. 13.Амплитудные и частотные флуктуации излучения ИЛ с внешним резонатором.

Глава 4. ДОПЛЕРОВСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛИ СКОРОСТИ НА БАЗЕ ИНЖЕКЦИОН-НЫХ ЛАЗЕРНЫХ ДИОДОВ. 14.Теоретическая модель доплеровского анализатора скорости на основе ИЛ. 15.Экспериментальные Исследования схемы ЛДИС на базе инжекционного лазера.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. БИБЛИОГРАФИЯ. ПРИЛОЖЕНИЕ.