توضیحات
ABSTRACT
We investigate both analytically and numerically the switching, locking and stability properties of a bistable semiconductor ring laser subject to an external optical injection. Minimum optical power required for the injected signal at certain frequency to switch the lasing direction of a bistable semiconductor ring laser from its initially lasing direction to initially nonlasing direction is determined. Locking to the injected signal and stability of the switched laser are investigated to give an area of reliable switching operation. Correspondingly, numerical simulation has been carried out to find successful switching and stable locking region with variable injection power and frequency, and is compared with the analytical results. The region obtained from simulation coincides well with the intersection of switching, locking and stable locking regions. The relation between switching speed and parameters of injected source is also studied numerically.
INTRODUCTION
SEMICONDUCTOR ring lasers (SRLs) have gained more and more attention owing to their unique feature of directional bistablility , i.e., their ability to operate in two distinctive stable lasing directions (the clockwise (CW) and the counter-clockwise (CCW) directions) as shown in Fig. 1, and their potential applications in photonic systems for all-optical logic, optical switch, and optical memory applications. Switching from one lasing direction to the other can be triggered by externally injecting optical energy into the previously nonlasing direction, which starts a mode competition process favoring this direction for it to become the lasing direction at the end of the process. Although the possibility and realization of achieving bistability in two mode lasers through mode competition by an external optical injection has been not only elegantly demonstrated mathematically using an idealized model but also experimentally , there are many questions about the switching process that need to be answered for any practical application. For the external optical injection source used to trigger the switching, relevant unknown aspects include the optical power or energy needed to induce switching, allowed detuning frequency range in which not only switching will happen, but the laser will stay stably locked to the external injection at the final state. In this paper, we extend the general theory to a more realistic and rigorous one for an SRL with two counter-propagating modes, and study the required conditions for realizing reliable switching in a SRL by an external optical signal.
چکیده
ما هر دو خواص سوئیچینگ، قفل و ثبات یک لیزر حلقه نیمه رسانای دوتایی را که تحت تزریق نوری خارجی بررسی می شود، بررسی می کنیم. حداقل قدرت نوری مورد نیاز برای سیگنال تزریق شده در فرکانس مشخصی برای تغییر جهت هدایت یک لیزر حلقه نیمه هادی دوتایی از جهت اولیه آن به جهت اولی غیر خطی تعیین می شود. قفل کردن بر روی سیگنال تزریق شده و پایداری لیزر سوئیچینگ برای ایجاد یک منطقه عملیات تعویض قابل اعتماد مورد بررسی قرار می گیرد. به همین ترتیب، شبیه سازی عددی برای پیدا کردن سوئیچینگ موفقیت آمیز و منطقه قفل پایدار با قدرت و فرکانس تزریق متغیر انجام شده است و با نتایج تحلیلی مقایسه شده است. منطقه به دست آمده از شبیه سازی هماهنگ است به خوبی با تقاطع سوئیچینگ، قفل و مناطق قفل پایدار است. رابطه بین سرعت سوئیچینگ و پارامترهای منبع تزریقی نیز به صورت عددی بررسی شده است.
مقدمه
لیزر حلقه SEMICONDUCTOR (SRLs) توجه خاص خود را به دلیل خاصیت بی نظیری جهت آنها، یعنی قابلیت توانایی آنها در دو جهت مشخص پایدار پایه گذاری (جهت عقربه های ساعت (CW) و جهت عقربه های ساعت (CCW)) به دست آورده اند. شکل 1 نشان داده شده است و کاربردهای بالقوه آنها در سیستم های فوتونی برای منطق تمام اپتیکی، سوئیچ نوری و کاربردهای حافظه های نوری. جابجایی از یک جهت جهت گیری به سمت دیگر می تواند به وسیله خارجی انرژی تزریق نوری به جهت قبلی غیرخطی آغاز شود، که یک فرایند رقابت حالت را به سمت این مسیر آغاز می کند تا آن را در انتهای فرایند تبدیل شود. اگر چه امکان و تحقق دستیابی به بی ثبات بودن در لیزرهای دو حالت از طریق رقابت حالت با تزریق نوری خارجی نه تنها به زیبایی ریاضی با استفاده از یک مدل ایده آل شده بلکه همچنین به صورت تجربی نشان داده شده است، سوالات بسیاری در مورد فرایند سوئیچینگ که باید برای هر پاسخ کاربرد عملی برای منبع تزریق خارجی نوری که برای هدایت سوئیچینگ مورد استفاده قرار می گیرد، جنبه های ناشناخته مربوطه شامل نیروی نوری یا انرژی مورد نیاز برای ایجاد سوئیچینگ می باشند، اجازه می دهد که محدوده فرکانسی را تنظیم کنند که در آن نه تنها سوئیچینگ اتفاق می افتد، بلکه لیزر به طور ثابت به تزریق خارجی قفل می شود دولت نهایی در این مقاله، ما تئوری کلی را به یک رویکرد واقعی تر و دقیق تر برای یک SRL با دو روش ضد ترویج گسترش می دهیم و شرایط مورد نیاز برای تحقق سوئیچینگ قابل اعتماد در SRL را با یک سیگنال نوری خارجی بررسی می کنیم.
Year: 2008
Publisher : IEEE
By : Guohui Yuan and Siyuan Yu
File Information: English Language/ 8 Page / size: 385 KB
Only site members can download free of charge after registering and adding to the cart
سال : 1387
ناشر : IEEE
کاری از : Guohui یوان و Siyuan یو
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 8 صفحه / حجم : KB 385
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.