تحليل و مقايسه رژيم‌هاي پوياي ليزرهاي نقطه كوانتومي حالت قفل‌شده غير فعال و تركيبي

Analysis and Comparative Study between Dynamical Regimes of Passive and Hybrid Mode-Locked Quantum Dot Lasers

در اين مقاله با استفاده از تحليل معادلات نرخ تفاضلي تأخيري، رژيم‌هاي پويا و پويايي رفتاري ليزر نيمه‌هادي مبتني بر نقاط كوانتومي با استفاده از معيار عملكرد جاذب اشباع‌پذير كوتاه و بلند براي قفل‌شدگي حالت غيرفعال مورد بررسي قرار گرفته است. سپس اين معيارها براي اولين بار براي حالت قفل تركيبي مورد بررسي قرار گرفته است و نشان داده شده كه در قفل حالت تركيبي با جاذب اشباع‌پذير كوتاه در مقايسه با قفل حالت غيرفعال، رژيم‌هاي كاري ناخواسته كليدزني Q، يا همان Qs، كليدزني حالت قفل‌شده، (QS-ML)، حذف شده، جريان آستانه در تمام رژيم‌هاي كاري كاهش و نرخ تمايز پالس‌هاي توليدي افزايش مي‌يابد. همچنين با تحليل سازوكار توليد پالس و فركانس‌هاي پالس هارمونيكي، راهكارهاي مناسب جهت توليد فركانس‌هاي پالس هارمونيكي بالاتر به‌ويژه هارمونيك سوم و نيز افزايش بازه رژيم‌هاي عملكردي مطلوب مورد بحث قرار گرفته است.

In this article, the operational regimes and behavior of passively mode-locked quantum dot (QD) lasers have been investigated based on analyzing delay-differential rate equations and exploiting short and long saturable absorber criteria. Then, these criteria have been used for hybrid mode-locked QD lasers for the first time and it has been shown that elimination of unwanted Q-switching, Qs, Q-switching mode-locked, QS-ML regimes, decrease of the threshold current for all operation regimes, and enhancement of the extinction ratio for generated pulses can be obtained in short-absorber hybrid structure compared with passively mode-locked QD lasers. Also, by analyzing the pulse and harmonic pulse frequency generation mechanisms, proper approaches for generation of higher-frequency harmonic pulses especially third harmonic generation and increase of required dynamical regimes’ range have been discussed.