Резонансная модель самопульсаций излучения лазеров на квантовых точках в условиях нелинейного дрейфа частоты

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. 

1. K. Wu, M. Rahman. Electromagn. Sci., 1, N 1 (2023) 0010131-1, doi: 10.23919/emsci.2022.0013

2. A. S. Baimuratov, I. D. Rukhlenko, V. K. Turkov, A. V. Baranov, A. V. Fedorov. Sci. Rep., 3 (2013) 1727, doi: 10.1038/srep01727

3. M. 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/app10031038

4. Н. А. Поклонский, С. А. Вырко, О. Н. Поклонская. Физика полупроводниковых систем. Основные понятия, Минск, Беларуская навука (2023)

5. R. F. Malikov, V. A. Malyshev. Opt. Spectr., 122, N 6 (2017) 1000, doi: 10.1134/S0030400X17060121

6. R. 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/S1063782620100255

7. M. Wilson. Physics Today, 71, N 12 (2018) 18, doi: 10.1063/PT.3.4086

8. H. 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.88.087401

9. S. 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.aas9437

10. A. O. Slobodeniuk, P. Koutensky, M. Bartos, F. Trojanek, P. Maly, T. Novotny, M. Kozak. Phys. Rev. B, 106 (2022) 235304, doi: 10.1103/PhysRevB.106.235304

11. Е. В. Тимощенко, В. А. Юревич. Журн. БГУ. Физика, 3 (2024) 41

12. E. V. Timoshchenko. Nonlinear Phenom. Complex Systems, 27, N 2 (2024) 185, doi: 10.5281/zenodo.12621694

13. П. А. Апанасевич. Основы теории взаимодействия света с веществом, под ред. Б. И. Степанова, Минск, Наука и техника (1977)

14. П. Г. Крюков. Квант. электрон., 31, № 2 (2001) 95

15. А. М. Самсон, Л. А. Котомцева, Н. А. Лойко. Автоколебания в лазерах, Минск, Навука i тэхнiка (1990)

16. А. Е. Жуков. Лазеры и микролазеры на основе квантовых точек, СПб, Политех-Пресс (2019).

17. C. H. Henry. IEEE J. Quantum Electron., 18, N 2 (1982) 259