zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1748Research ArticleПРИБОРЫ И МЕТОДЫ СПЕКТРОСКОПИИDEVICES AND METHODS OF SPECTROSCOPYРезонансная модель самопульсаций излучения лазеров на квантовых точках в условиях нелинейного дрейфа частотыResonance Model of Self-Pulsation in Quantum Dot Lasers under Conditions of Nonlinear Frequency Chirphttps://orcid.org/0000-0003-1373-5113ТимощенкоЕ. В.TimoshchenkoE. V.

Могилев

Mogilev

 

timoshchenko@msu.byЮревичВ. А.YurevichV. A.

Могилев

Mogilev

va_yurevich@mail.ruЮревичЮ. В.YurevichYu. V.

Могилев

Mogilev

y_y87@mail.ruМoгилевский государственный университет имени А. А. КулешоваA. Kuleshov Mogilev State UniversityБелорусский государственный университет пищевых и химических технологийBelarusian State University of Food and Chemical Technologies202526092025925650658Copyright © Тимощенко Е.В., Юревич В.А., Юревич Ю.В., 20252025Тимощенко Е.В., Юревич В.А., Юревич Ю.В.Timoshchenko E.V., Yurevich V.A., Yurevich Y.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1748

Представлены результаты моделирования генерации лазера для параметров усиливающих элементов на полупроводниковых квантовых точках с учетом ряда взаимосвязанных нелинейных эффектов, приводящих к смещению частоты излучаемого поля и центральной частоты спектральной резонансной линии усиления. Проведен качественный анализ устойчивости решений приближенной модели генерации излучения в виде системы скоростных уравнений. Установлена особая роль оптического эффекта Штарка в развитии неустойчивости фазового соотношения светового поля излучения и резонансного отклика среды усиливающих элементов, приводящая к самопроизвольному развитию осцилляторного режима излучения при постоянном уровне возбуждения накачкой. 

The results of modeling the laser generation for the parameters of the gain elements on semiconductor quantum dots are presented taking into account a number of interrelated nonlinear effects leading to a shift in the frequency of the emitted field and the central frequency of the spectral resonance gain line. A qualitative analysis of the stability of solutions of the approximate model of radiation generation in the form of a system of rate equations is carried out. A special role of the optical Stark effect in the development of instability of the phase relationship of the light radiation field and the resonance response of the medium of the gain elements is established, leading to the spontaneous development of the oscillatory radiation mode at a constant excitation level by pumping.

лазерное излучениерезонансная нелинейностьполупроводниковые квантоворазмерные структурынелинейный дрейф частотысамопульсации интенсивностиlaser radiationresonant nonlinearitysemiconductor quantum-sized structuresnonlinear frequency driftintensity self-sustained pulsationsReferencesK. Wu, M. Rahman. Electromagn. Sci., 1, N 1 (2023) 0010131-1, doi: 10.23919/emsci.2022.0013K. Wu, M. Rahman. Electromagn. Sci., 1, N 1 (2023) 0010131-1, doi: 10.23919/emsci.2022.0013A. S. Baimuratov, I. D. Rukhlenko, V. K. Turkov, A. V. Baranov, A. V. Fedorov. Sci. Rep., 3 (2013) 1727, doi: 10.1038/srep01727A. S. Baimuratov, I. D. Rukhlenko, V. K. Turkov, A. V. Baranov, A. V. Fedorov. Sci. Rep., 3 (2013) 1727, doi: 10.1038/srep01727M. V. Maximov, A. M. Nadtochiy, S. A. Mintairov, N. A. Kalyuzhnyy, N. V. Kryzhanovskaya, E. I. Moiseev, N. Y. Gordeev, Y. M. Shernyakov, A. S. Payusov, F. I. Zubov, V. N. Nevedomskiy, S. S. Rouvimov, A. E. Zhukov. Appl. Sci., 10 (2020) 1038, doi: 10.3390/app10031038M. V. Maximov, A. M. Nadtochiy, S. A. Mintairov, N. A. Kalyuzhnyy, N. V. Kryzhanovskaya, E. I. Moiseev, N. Y. Gordeev, Y. M. Shernyakov, A. S. Payusov, F. I. Zubov, V. N. Nevedomskiy, S. S. Rouvimov, A. E. Zhukov. Appl. Sci., 10 (2020) 1038, doi: 10.3390/app10031038Н. А. Поклонский, С. А. Вырко, О. Н. Поклонская. Физика полупроводниковых систем. Основные понятия, Минск, Беларуская навука (2023)Н. А. Поклонский, С. А. Вырко, О. Н. Поклонская. Физика полупроводниковых систем. Основные понятия, Минск, Беларуская навука (2023)R. F. Malikov, V. A. Malyshev. Opt. Spectr., 122, N 6 (2017) 1000, doi: 10.1134/S0030400X17060121R. F. Malikov, V. A. Malyshev. Opt. Spectr., 122, N 6 (2017) 1000, doi: 10.1134/S0030400X17060121R. A. Saliia, S. A. Mintairova, A. M. Nadtochiy, V. N. Nevedomskiia, M. Z. Shvartsa, N. A. Kalyuzhnyy. Semiconductors, 54, N 10 (2020) 1267, doi: 10.1134/S1063782620100255R. A. Saliia, S. A. Mintairova, A. M. Nadtochiy, V. N. Nevedomskiia, M. Z. Shvartsa, N. A. Kalyuzhnyy. Semiconductors, 54, N 10 (2020) 1267, doi: 10.1134/S1063782620100255M. Wilson. Physics Today, 71, N 12 (2018) 18, doi: 10.1063/PT.3.4086M. Wilson. Physics Today, 71, N 12 (2018) 18, doi: 10.1063/PT.3.4086H. Htoon, T. Takagahara, D. Kulik, O. Baklenov, A. L. Holmes, Jr., C. K. Shih. Phys. Rev. Lett., 88, N 8 (2002) 087401, doi: 10.1103/PhysRevLett.88.087401H. Htoon, T. Takagahara, D. Kulik, O. Baklenov, A. L. Holmes, Jr., C. K. Shih. Phys. Rev. Lett., 88, N 8 (2002) 087401, doi: 10.1103/PhysRevLett.88.087401S. Bittner, S. Guazzotti, Y. Zeng, X. Hu, H. Yılmaz, K. Kim, S. S. Oh, Q. J. Wang, O. Hess, H. Cao. Appl. Opt., 361 (2018) 1225, doi: 10.1126/science.aas9437S. Bittner, S. Guazzotti, Y. Zeng, X. Hu, H. Yılmaz, K. Kim, S. S. Oh, Q. J. Wang, O. Hess, H. Cao. Appl. Opt., 361 (2018) 1225, doi: 10.1126/science.aas9437A. O. Slobodeniuk, P. Koutensky, M. Bartos, F. Trojanek, P. Maly, T. Novotny, M. Kozak. Phys. Rev. B, 106 (2022) 235304, doi: 10.1103/PhysRevB.106.235304A. O. Slobodeniuk, P. Koutensky, M. Bartos, F. Trojanek, P. Maly, T. Novotny, M. Kozak. Phys. Rev. B, 106 (2022) 235304, doi: 10.1103/PhysRevB.106.235304Е. В. Тимощенко, В. А. Юревич. Журн. БГУ. Физика, 3 (2024) 41Е. В. Тимощенко, В. А. Юревич. Журн. БГУ. Физика, 3 (2024) 41E. V. Timoshchenko. Nonlinear Phenom. Complex Systems, 27, N 2 (2024) 185, doi: 10.5281/zenodo.12621694E. V. Timoshchenko. Nonlinear Phenom. Complex Systems, 27, N 2 (2024) 185, doi: 10.5281/zenodo.12621694П. А. Апанасевич. Основы теории взаимодействия света с веществом, под ред. Б. И. Степанова, Минск, Наука и техника (1977)П. А. Апанасевич. Основы теории взаимодействия света с веществом, под ред. Б. И. Степанова, Минск, Наука и техника (1977)П. Г. Крюков. Квант. электрон., 31, № 2 (2001) 95П. Г. Крюков. Квант. электрон., 31, № 2 (2001) 95А. М. Самсон, Л. А. Котомцева, Н. А. Лойко. Автоколебания в лазерах, Минск, Навука i тэхнiка (1990)А. М. Самсон, Л. А. Котомцева, Н. А. Лойко. Автоколебания в лазерах, Минск, Навука i тэхнiка (1990)А. Е. Жуков. Лазеры и микролазеры на основе квантовых точек, СПб, Политех-Пресс (2019).А. Е. Жуков. Лазеры и микролазеры на основе квантовых точек, СПб, Политех-Пресс (2019).C. H. Henry. IEEE J. Quantum Electron., 18, N 2 (1982) 259C. H. Henry. IEEE J. Quantum Electron., 18, N 2 (1982) 259

The authors declare that there are no conflicts of interest present.