Порогові умови для 1-D моделі лазера з частково активною областю

Автори С.С. Герасимов1, O.С. Гнатенко1, С.В. Духопельников2,3, 4 , Д.O. Герасимова2
Афіліація

1Харківський національний університет радіоелектроніки, 61166 Харків, Україна

2Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАНУ, 61085 Харків, Україна

3Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, 61022 Харків, Україна

4Інститут електроніки та цифрових технологій - UMR 6164, Університет Ренна, 35042 Ренн, Франція

Е-mail oleksandr.hnatenko@nure.ua
Випуск Том 16, Рік 2024, Номер 4
Дати Одержано 20 травня 2024; у відредагованій формі 15 серпня 2024; опубліковано online 27 серпня 2024
Цитування С.С. Герасимов, O.С. Гнатенко, С.В. Духопельников, Д.O. Герасимова, Ж. нано- електрон. фіз. 16 № 4, 04033 (2024)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.16(4).04033
PACS Number(s) 03.50.De, 41.90.e, 42.55.Rz, 42.62.Cf
Ключові слова Моди лазера, Порогове посилення, Задача на влісні значення, Мікрорезонатор, Активна oбласть.
Анотація

У роботі розглянуто порогові умови для шаруватої плоскопаралельної моделі лазера, що складається з резонатора, заповненого підсилювальним матеріалом. Моди генерації можна розглядати як природні моди з чисто реальними частотами, іншими словами, як розв’язки рівнянь Максвелла без джерела випромінювання. Щоб дослідити частоти випромінювання, характерні для мод, і значення порогового індексу посилення, ми застосовуємо підхід лазерної задачі на власні значення. Використовуючи цей підхід, ми шукаємо згадані значення як компоненти двокомпонентних власних значень конкретної гармонійної у часі електромагнітної граничної задачі, де активна область представлена ​​та характеризується уявною частиною показника заломлення матеріалу підсилення. Отримані результати пояснюють вплив вибору матеріалу посилення. Крім того, було отримано наближений вираз для підсилення на нормовану довжину хвилі для порогових мод і показано узгодження з траєкторіями мод генерації для відносної товщини активної області, що змінюється. Цей аналіз може бути корисним для оптимізації продуктивності лазера завдяки досягненню нижчого порогу, що веде до більшої вихідної потужності, і що є вирішальним, наприклад, для промислового та військового застосування лазерних пристроїв.

Перелік посилань