Перестраиваемый одночастотный полупроводниковый лазерный модуль на длину волны 1550 нм тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Воронченко Станислав Александрович

• Воронченко Станислав Александрович
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Воронченко Станислав Александрович

Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ

1. ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЕ ОДНОЧАСТОТНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ МОДУЛИ

Выводы к главе

2. ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДЛЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРЕСТРАИВАЕМОГО ОДНОЧАСТОТНОГО ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРНОГО МОДУЛЯ

2.1 Основные элементы конструкции активного элемента

2.1.1. Наногетероструктуры, используемые в работе

2.1.2 Конструкция двухпроходного усилителя

2.1.3. Оптические зеркала полупроводникового лазера

2.2. Контактная пара

2.3 Физические основы согласования оптического волокна и активного элемента

лазерного модуля

2.4. Системы фокусировки оптического излучения в одномодовое оптическое

волокно

2.5 Микролинза на торце одномодового оптического волокна

2.6. Одномодовое оптическое волокно с сохранением поляризации

2.7. Волоконная брэгговская решетка

2.8. Волоконно-оптический изолятор

2.9. Методика юстировки оптического волокна относительно активного элемента

2.10. Термоэлектрический охлаждающий модуль и терморезистор

2.11. Пьезокерамический элемент

2.12. Фотодиод обратной связи

Выводы к главе

3. ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ПЕРЕСТРАИВАЕМОГО ОДНОЧАСТОТНОГО ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРНОГО МОДУЛЯ С СОСТАВНЫМ РЕЗОНАТОРОМ И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

3.1. Внешний резонатор на базе ВБР

3.2. Согласование мод составного резонатора

3.3. Механизм перестройки длины волны

3.4. Технология изготовления лазерного модуля

Выводы к главе

4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРЕСТРАИВАЕМОГО ОДНОЧАСТОТНОГО ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРНОГО МОДУЛЯ

4.1 Ватт-амперные и вольт-амперные характеристики

4.2 Спектральные характеристики

4.3 Ширина линии генерации

4.4 Зависимость длины волны от температуры активного элемента

4.5 Зависимость длины волны от напряжения на пьезокерамике

4.6 Ресурсные характеристики

Выводы к главе

5. ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ОДНОЧАСТОТНЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ЛАЗЕРНЫЙ МОДУЛЬ С ТЕМПЕРАТУРНОЙ СТАБИЛИЗАЦИЕЙ ВБР

5.1. Физические принципы конструирования ПОПЛМ с температурной стабилизацией ВБР

5.2 Ватт-амперные и вольт-амперные характеристики ПОПЛМ с температурной стабилизацией ВБР

5.3 Спектральные характеристики ПОПЛМ с температурной стабилизацией ВБР

Выводы к главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Благодарности

Список литературы

Список сокращений

ВБР - волоконная брэгговская решетка; РОС - распределенная обратная связь; РБЗ - распределенные брэгговские зеркала; Ф-П - Фабри-Перо;

ВИЛ - вертикально излучающий лазер; МЭМС - микроэлектромеханические системы; ЛД - лазерный диод;

ПКЛ - полупроводниковый кольцевой лазер; ОЦ - оптический циркулятор; ПОУ - полупроводниковый оптический усилитель; ОР - оптический разветвитель; ОИ - оптический изолятор; МШГ - моды шепчущей галереи; КЯ - квантовая яма;

РОДГС - двойная гетероструктура с раздельным ограничением; МКЯ - множественные квантовые ямы; МОС - металлоорганические соединения;

ПОПЛМ - перестраиваемый одночастотный полупроводниковый лазерный модуль;

• ИХТ - ионное химическое травление.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Перестраиваемый одночастотный полупроводниковый лазерный модуль на длину волны 1550 нм»

ВВЕДЕНИЕ

Полупроводниковые лазеры активно изучаются с 1959 года [1]. За это время лазерные полупроводниковые структуры прошли путь от гомоструктуры до квантоворазмерных наногетероэпитаксиальных структур с множеством квантовых ям. При этом актуальными являются физические исследования и новые разработки, направленные на выявление и использование предельных возможностей лазеров, на удовлетворение более высоких требований.

Важнейшими результатами за последнее время следует считать:

• принципиальное выяснение факторов катастрофической деградации инжекционных лазеров и их устранение;

• создание новых гетеролазерных систем для широкого диапазона длин

волн;

• успешное развитие контроля модового состава (получение одномодового режима, тонкая перестройка);

• создание квантово-размерных лазеров и освоение технологии изготовления ультратонких слоев и сверхрешеток для лазерных применений, оптимизация лазерных структур с существенным улучшением излучательных характеристик;

• успешное выделение одночастного режима генерации из одномодового (лазеры с распределенным брэгговским зеркалом (РБЗ англ. DBR), лазеры с распределенной обратной связью (РОС англ. DFB), лазеры с волоконной брэгговской решеткой (ВБР) и внешней дифракционной решеткой) [2].

Возможность выделения одной частоты и плавная ее перестройка позволили найти применение в спектроскопии высокого разрешения, аналитической спектроскопии и, в частности, обнаружение загрязнений атмосферы, в измерительной интерферометрии, волоконно-оптических линиях связи и датчиках, оптическая накачка лазеров на основе кристаллов и стекол, активированных редкоземельными ионами, в первую очередь неодимом, иттербием и эрбием,

аппаратуре медицинского диагностирования, научном приборостроении, радиофотонике. Основные сферы применения перестраиваемых одночастотных полупроводниковых лазеров это:

• Когерентная оптическая связь. Оптическая связь и компьютеризация продвигают информационные технологии на беспрецедентный уровень. Однако потребность в информации постоянно растет. Необходимо увеличивать пропускную способность и скорость связи. Когерентная оптическая связь использует частоту, фазу и состояние поляризации оптической волны вместе с ее амплитудой в качестве носителей информации. Все это требует гораздо более высокой когерентности, уменьшения шумов и более высокая стабильности лазерного источника.

• Высокоточная метрология и спектроскопия. Оптический интерферометр сыграл важную роль в истории науки. Одна из экспериментальных основ теории относительности Эйнштейна явилась результатом измерения скорости света в «эфире» интерферометром Майкельсона. С тех пор интерферометрия постоянно и широко используется во многих областях. Интерферометры с полупроводниковыми лазерами в качестве источника привлекают все больше и больше внимания ученых и промышленников.

• В последние годы активно стали использоваться перестраиваемые одночастные полупроводниковые лазеры с ВБР или РОС с шириной линии излучения 1 МГц и меньше. В связи с этим заметны две тенденции. Одна -увеличение выходной мощности; вторая - значительно улучшить когерентность. Современные отечественные полупроводниковые лазеры с ВБР имеют мощность выходного импульсного излучения до 1000 мВт и работают в широком интервале длин волн (630 - 1650 нм) [3].

• В 2016 году была продемонстрирована возможность применения перестраиваемых одночастотных полупроводниковых лазеров в качестве затравочного источника излучения для одночастных импульсных твердотельных

ND:YAG лазеров с шириной линии менее 100 МГц [4].

6

Актуальность темы. С развитием волоконно-оптических технологий и квантовой электроники полупроводниковые лазеры занимают доминирующие позиции в таких областях как спектроскопия высокого разрешения, интерферометрия, волоконно-оптические датчики, волоконно-оптическая связь, аппаратура медицинского диагностирования и др. Большинство вышеперечисленных областей применения выставляют высокие требования к лазерам, такие как узкая ширина линии менее 1 МГц (8-10-6 нм); возможность плавной перестройки длины волны; нестандартные (для лазеров с распределенной обратной связью) длины волн.

Вышеуказанные требования выполняют перестраиваемые одночастотные полупроводниковые лазеры.

Предметом исследования является перестраиваемый одночастотный полупроводниковый лазерный модуль с внешним резонатором на базе двухпроходного усилителя и волоконной брэгговской решеткой с различными механизмами перестройки длины волны.

Цель настоящей работы состоит в создании перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля на базе двухпроходного усилителя.

Для достижения поставленной цели настоящей диссертационной работы решались следующие научные задачи:

1) обзор современного состояния одночастотных перестраиваемых полупроводниковых лазеров;

2) разработка физико-технических основ для создания перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля;

3) конструирование и изготовление перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля;

4) обоснование основных факторов, влияющих на характеристики перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля;

5) исследование основных электрофизических, оптических и ресурсных характеристик перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля.

Научная новизна выполненной работы:

1) определены необходимые и достаточные условия работы перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля в одночастотном режиме с перестройкой длины волны.

2) впервые в качестве активного элемента для перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля использован двухпроходный усилитель;

3) изготовлены микролинзы на торце одномодового волокна с сохранением поляризации, обеспечивающие коэффициент ввода до 80%;

4) разработана и создана конструкция лазерного модуля, обеспечивающая перестройку длины волны с помощью пьезокерамики;

5) предложена новая конструкция для перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля с термостабилизацией волоконной брэгговской решетки;

6) исследовано влияние конфигурации гибридного резонатора на стабильность ВтАХ, линейность перестройки длины волны, генерацию лазера в динамически одночастотном режиме.

Практическая ценность работы

Созданный и исследованный в процессе выполнения диссертационной работы перестраиваемый одночастотный полупроводниковый лазерный модуль нашел широкое применение в таких областях как диодно-лазерная абсорбционная спектроскопия, волоконно-оптические датчики, волоконно-оптические линии связи, а также в медицинской и измерительной аппаратуре.

Результаты исследований, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, позволят расширить области применений для данного типа лазера путем модернизации и улучшения характеристик компонентов, входящих в состав перестраиваемого лазерного модуля.

Перестраиваемый одночастотный полупроводниковый лазерный модуль с термостабилизацией волоконной брэгговской решетки может быть использован в условиях сильных колебаний окружающей температуры без вторичного термостатирования, что было невозможно в перестраиваемом одночастотном полупроводниковом лазерном модуле с пьезокерамикой. При этом сохраняется возможность перестройки и подстройки длины волны лазерного модуля.

Кроме этого, использование термостабилизации волоконной брэгговской решетки расширяет применение одночастотных полупроводниковых лазеров, производимых компанией АО «Новая лазерная техника» технопарк «ПОЛЮС».

Методы исследования. При проведении экспериментальных исследований использовались стенды, оснащенные современным измерительным оборудованием, таким как спектроанализатор ANDO AQ 6317; измеритель оптической мощности PM320E; блок накачки лазерного модуля DLC-1300; персональный компьютер, позволяющий обрабатывать экспериментальные результаты с высокой скоростью.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Предложенный и реализованный в работе активный элемент на базе двухпроходного усилителя обеспечил динамически стабильный одночастотный режим с подавлением боковых мод более 30 дБ. Также использование двухпроходного усилителя в совокупности с ВБР и пьезокерамикой позволило получить перестройку длины волны на 1.9 нм при подаче на пьезокерамику напряжения в 150 В.

2) Конструкция перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля на длину волны 1550 нм с внешним резонатором, которая включает:

• активный элемент на базе двухпроходного усилителя;

• одномодовое оптическое волокно с сохранением поляризации и с волоконной брэгговской решеткой;

• цилиндрическая микролинза на торце одномодового оптического волокна;

• схема термостабилизации с элементом Пельтье;

• технология крепления оптического волокна с помощью юстировочных

плат;

• механизм перестройки длины волны с помощью пьезокерамики;

• механизм термостабилизации волоконной брэгговской решетки с помощью общего для активного элемента и волоконной брэгговской решетки термоэлектрического охлаждающего модуля;

• корпус типа 14 pin «butterfly».

3) Разработаны и представлены методики исследования и измерения рабочих характеристик перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля с пьезокерамикой и температурной стабилизацией волоконной брэгговской решетки.

4) Предложенная методика проведения электро-термо-тренировки увеличила срок службы активного элемента лазерного модуля на 10%.

Степень достоверности и апробация результатов подтверждались многократным проведением практических экспериментов и их совпадением с теоретическими оценками. А также непосредственным участием соискателя в этих экспериментах. Кроме этого, характеристики лазерных модулей были независимо подтверждены компаниями-заказчиками, среди которых можно выделить следующие фирмы: I-sensor, ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания» (ПНППК), Idealphotonics Inc и др.

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на всероссийских и международных конференциях:

• VII Международная молодежная научная школа-конференция. Москва. 2018 г.

• 25-й общероссийский семинар по диодной лазерной спектроскопии им. А. М. Прохорова. Москва. 2019 г.

• VII Международный симпозиум по когерентному оптическому излучению полупроводниковых соединений и структур. Москва. 2019 г.

• Волоконная оптика - основа современных телекоммуникаций, цифровой трансформации страны. Российские решения и лучший мировой опыт. Новое время. Новые задачи. Новые возможности. Москва. 2019 г.

• VIII международный симпозиум по когерентному оптическому излучению полупроводниковых соединений и структур. Москва. 2021 г.

• Всероссийская конференция по волоконной оптике. Пермь. 2021 г.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы

в 9 научных работах, в том числе в 2 тезисах научных конференций и 7 публикациях в научных журналах.

Работы в научных журналах и изданиях, включенных в перечень ВАК:

• Дураев В. П. Перестраиваемый одночастотный полупроводниковый лазерный модуль с длиной волны излучения 1064 нм / В. П. Дураев, М. А. Ладугин, И. С. Молодцов, С. А. Воронченко [и др.] // Квантовая электроника. -2022. - Т. 52. - № 9. - С. 775-778.

• Дураев В. П. Перестраиваемые одночастотные полупроводниковые лазеры / В. П. Дураев, С. В. Медведев, С. А. Воронченко, И. С. Молодцов // Фотон-экспресс. - 2021. - № 174. - С. 156. DOI: 10.24412/2308-6920-2021-6-156.

• Дураев В. П. Перестраиваемый одночастотный полупроводниковый лазерный модуль на базе двухпроходного усилителя на длину волны 1550 нм / В. П. Дураев, С. А. Воронченко, И. С. Молодцов // Фотоника. - 2021. - Т. 15. - №2 5. - С. 410-419. DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2021.15.5.410.418.

• Дураев В. П. Одночастотные кольцевые полупроводниковые лазеры с волоконным резонатором / В. П. Дураев, С. В. Медведев, С. А. Воронченко // Фотоника. - 2020. - Т. 14. - № 4. - С. 308-319. DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2020.14A308.318.

• Дураев В. П. Оптоэлектронные компоненты для цифровых информационных систем / В. П. Дураев, С. В. Медведев, С. А. Воронченко // Фотон-экспресс. - 2019. - № 155. - С. 2-5. eLIBRARY ГО: 39155280.

Другие публикации:

• Дураев В. П. Перестраиваемые одночастотные кольцевые полупроводниковые лазеры и их применение. Обзор / В. П. Дураев, С. В. Медведев, С. А. Воронченко // Обозрение прикладной и промышленной математики. - 2020. - Т.27. - № 1. - С. 53-63. eLIBRARY ГО: 44601495.

• Дураев В. П. Перестраиваемые одночастотные полупроводниковые лазеры с волоконно-брэгговской решеткой / В. П. Дураев, С. В. Медведев, С. А. Воронченко // Сборник тезисов докладов VII международного симпозиума по когерентному оптическому излучению полупроводниковых соединений и структур. М: НИЯУ МИФИ, 2019. -С. 30. eLIBRARY ГО: 42323908.

• Дураев В. П. Полупроводниковые лазеры для цифровых информационных систем / В. П. Дураев, С. В. Медведев, С. А. Воронченко // Обозрение прикладной и промышленной математики. - 2018. - Т.25. - № 3. - С. 240-246. eLIBRARY ГО: 41187153.

• Медведев С. В. Полупроводниковый одночастотный лазер / С. В. Медведев, С. А. Воронченко // Сборник тезисов докладов VII международной молодежной научной школы-конференции «Современные проблемы физики и технологий» . М: НИЯУ МИФИ, 2018. -С. 70-71. eLIBRARY ГО: 35616351

Личный вклад автора. Основные результаты диссертации, составляющие научную новизну, получены автором лично, либо при его определяющем участии. Автор внес определяющий вклад в:

1) Анализ современного состояния перестраиваемых одночастотных полупроводниковых лазеров.

2) Создание технологического цикла изготовления перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля.

3) Проведение комплекса исследований выходных характеристик перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля.

4) Обработка, анализ, оформление и обобщение полученных результатов.

Соавторы, принимающие участие в исследованиях, указаны в списке публикаций по теме данной диссертационной работы.

Диссертация соответствует паспорту специальности 1.3.19 «Лазерная физика».

Структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 96 наименований. Работа содержит 134 страницы машинописного текста, 67 рисунков и 14 таблиц.

Во введении дана общая характеристика диссертационный работы: актуальность, цель, научная новизна, практическая значимость, обоснованность и достоверность научных результатов, апробация работы и публикации по теме диссертации, основные положения, выносимые на защиту. Приведены структура и краткое содержание диссертации.

В первой главе дан обзор современного состояния перестраиваемых одночастотных полупроводниковых лазеров, в том числе краткий обзор эволюции полупроводниковых лазеров.

Условно, по методу формирования одной частоты можно выделить монолитные одночастотные лазеры (лазеры с распределенной обратной связью, лазеры с распределенными брэгговскими зеркалами, вертикально-излучающие лазеры) и одночастотные лазеры с гибридным резонатором (лазеры с внешней дифракционной решеткой, лазеры с волоконной брэгговской решеткой, полупроводниковые кольцевые одночастотные лазеры и лазеры с модами шепчущей галереи). Приведены преимущества и недостатки этих типов одночастных лазеров.

Во второй главе приведены оптоэлектронные компоненты, входящие в состав перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля. Приведены их характеристики. Обоснован выбор каждого из этих компонентов и его влияние на характеристики лазерного модуля в целом.

В состав перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля входят:

• активный элемент на базе двухпроходного усилителя,

• контактная пара и юстировочная плата,

• терморезистор и термоэлектрический охлаждающий модуль,

• система крепления оптического волокна,

• микролинза,

• волоконный оптический изолятор

• фотодиод обратной связи.

В разделе 2.3 рассмотрены методы согласования оптического волокна и лазерного диода, основанные на теории эффективности связи между двумя гауссовыми пучками.

В главе 3 рассмотрены основные физические принципы конструирования перестраиваемых одночастотных полупроводниковых лазерных модулей. Исследован механизм формирования одночастотного режима генерации в составном резонаторе на базе волоконной брэгговской решетки и способы согласования мод внешнего и внутреннего резонатора. Приведены частные случаи согласования мод составного резонатора. Даны рекомендации по поддержанию стабильного одночастотного режима генерации лазерного модуля.

В разделе 3.4 приведена технология изготовления перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля.

В 4 главе представлены основные выходные характеристики перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля на длину волны 1550 нм с коэффициентом отражения волоконной брэгговской решетки 10%. В этой главе приведены следующие характеристики:

• ватт-амперная характеристика;

• вольт-амперная характеристика;

• спектральные характеристики;

• ширина линии излучения;

• зависимость длины волны от температуры активного элемента;

• зависимость длины волны от напряжения на пьезокерамике;

• ресурсные характеристики.

В 5 главе представлена модификация для перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля с термостабилизацией волоконной брэгговской решетки внутри корпуса. Данная модификация позволяет использовать лазерный модуль при изменениях внешней (окружающей) температуры без внешнего контура термостатирования. Приведены основные выходные характеристики данного лазерного модуля.

В заключении представлены основные результаты и выводы по работе.

1. ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЕ ОДНОЧАСТОТНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ МОДУЛИ

Среди полупроводниковых лазеров РОС-лазер с динамической одиночной продольной модой стал первым выбором в качестве одночастотного источника света, что обеспечило его популярность в области оптоволоконной связи. В данном типе одночастотных лазеров дифракционная решетка интегрирована в резонатор лазерного диода [5]. Схема РОС лазера представлена на рисунке 1.1. Для формирования решетки внутри волновода одна из гетерограниц лазера изготавливается с показателем преломления, который периодически меняется вдоль волновода. Период решетки выбирается так, чтобы для отраженного в обратном направлении излучения выполнялось условие Брэгга:

2ЛпеП = Хв, (1.1)

где Л — период решетки, Хв — длина волны лазера, Пед- — эффективный показатель преломления активной области.

Дифракционная решетка

Актидноя область

Рисунок 1.1. Схема лазера с РОС

Температурная зависимость продольных мод определяется температурным

коэффициентом показателя преломления и коэффициентом теплового расширения

материала. Длина волны генерации как РОС-лазера, так и лазера с резонатором

Фабри-Перо (Ф-П), смещается в длинноволновую область с повышением

температуры. Однако мода РОС-лазера имеет диапазон непрерывной

температурной перестройки намного шире, чем у Ф-П лазера, изготовленного из

той же системы материалов. Перестройка в длинноволновую область спектра

16

связана с температурной зависимостью показателя преломления. Для Ф-П лазера с ростом температуры контур усиления смещается в длинноволновую область, таким образом при смещении контура усиления следующая соседняя мода лазера стремится к генерации [6, 7, 8]. Такая скачкообразная перестройка моды отсутствует для РОС лазера, что дает гораздо более широкий диапазон непрерывной перестройки и настройки лазера, как показано на рисунке 1.2 [9].

Температура

Рисунок 1.2. Диапазон перестройки РОС-лазера и Ф-П лазера [9]

Диапазон непрерывной перестройки без объединения РОС-лазеров в матрицы и использования сложной оптики обычно составляет 2-3 нм [9, 10]. Перестройка длины волны осуществляется за счет изменения температуры лазера или тока накачки. Коэффициент температурной перестройки составляет 0,1 нм/С, а токовой 2-3 пм/мА [9, 11, 12]. Мощность современных РОС-лазеров в спектральном диапазоне 1550 нм составляет до 50 мВт и ширина линии генерации 1-10 МГц [11, 13].

Лёгкость перестройки длины волны и стабильный одночастотный режим -

это главные достоинства РОС-лазера. К недостаткам можно отнести большую

относительно других одночастотных лазеров ширину линии (1-10 МГц), сложность

изготовления для нестандартных длин волн. Ещё одна проблема лазеров с РОС -

это зависимость выходной мощности от изменения температуры и тока накачки.

Это делает невозможным модуляцию длины волны при фиксированной мощности

излучения. Так как коэффициент температурной перестройки достаточно велик

17

(0,1 нм/С), это делает затруднительным использование РОС-лазера при мощностях близких к 50 мВт, так как токи накачки достигают 600-800 мА [11, 14] и для компенсации Джоулева нагрева требуются дополнительные схемы термостабилизации и контроля температуры.

В структуре РОС-лазера решетка изготавливается параллельно активному слою, распределенная обратная связь и оптическое усиление тесно и напрямую интегрированы друг с другом. Такой конфигурации не хватает гибкости. Часто бывает необходимо управлять длиной волны и выходной мощностью по отдельности или модулировать одну из характеристик, оставляя другую без изменений. В РБЗ лазере дифракционные решетки изготовлены на концах активной области, в связи с чем возможны большие допуски при проектировании, в частности на длины каждой из областей. Две типичные структуры изображены на рисунке 1.3. Рисунок 1.3 (а) - с двумя решетками, изготовленными на обоих концах активной области; рисунок 1.3 (б) лазер имеет решетку на одном конце и скол на другом конце [15, 16].

Рисунок 1.3. РБЗ лазер с двумя решетками (а), с одной (б) [9]

Четыре тока I/, 1Г, 1а и 1рн могут быть приложены к четырем областям с электрически изолированными электродами. Длина волны Брэгга может регулироваться подаваемым током, в то время как усиление активной области регулируется отдельным током, что позволяет управлять двумя параметрами отдельно [17].

Топологически РБЗ лазер совпадает с Ф-П лазером. Разница в том, что вместо обычных зеркал используются отражатели с частотной селекцией, так что

обеспечивается гораздо более высокое подавление боковых мод. Технологии изготовления РБЗ лазера, включая выращивание материала и обработку структуры устройства, в основном аналогичны технологиям РОС лазера. Подробные методики изложены в [9, 10, 18, 19, 20].

Одним из привлекательных преимуществ РБЗ-лазера является его быстрая и широкополосная перестройка. Регулируя ток, подаваемый в секцию решетки, можно изменять длину волны Брэгга. Длинная однородная решетка полезна для лазера с узкой шириной линии и высоким показателем подавления боковой моды, но ее диапазон перестройки часто недостаточно велик. Диапазон перестройки InGaAsP-лазера, работающего в полосе 1500 нм, составляет примерно 15 нм. Для расширения диапазона настройки были разработаны РБЗ-лазеры с дискретизированными решетками [21, 22, 23]. Также в современных РБЗ лазерах возможно получение одночастного режима генерации с шириной линии 2-15 кГц [24].

В целом, РБЗ лазер обладает теми же достоинствами, что и РОС лазер. Кроме этого, РБЗ лазер имеет больший диапазон перестройки длины волны, большее разнообразие в выборе типа модуляции. Однако технология производства РБЗ-лазера ещё сложней, чем у РОС лазера, что делает его широкое применение затруднительным.

Другой тип монолитного одночастотного полупроводникового лазера - это вертикально-излучающие лазеры (ВИЛ). Активная область ВИЛ обычно представляет собой множественную квантовую яму (МКЯ) с высоким коэффициентом усиления, которая зажата между распределенными брэгговскими зеркалами в качестве резонатора лазера. Направление лазерных колебаний перпендикулярно р-п переходу и поверхности материала. ВИЛ проще и эффективней состыковать с оптическим волокном, чем лазеры с торцевым излучением. Их типичный пороговый ток составляет порядка 1 мА.

Оптические резонаторы ВИЛ достаточно короткие, чтобы обеспечить динамически одномодовый режим генерации. Например, когда показатель преломления материала, из которого изготовлен лазер, равен 3,5; длина резонатора

19

равна 4 мкм, а длина волны составляет 1000 нм, то межмодовое расстояние составляет 36 нм. Это значение больше ширины линии спектров оптического усиления, который обычно составляет 10 нм. В результате в спектре усиления существует только одна продольная мода [25]. Наличие брэгговских зеркал позволяет еще больше сузить ширину линии. Кроме того, они потенциально могут быть интегрированы в двумерные массивы [26]. На рисунке. 1.4 изображена структура ВИЛ.

Перестройка длины волны ВИЛ основана на механической модификации резонатора лазера с использованием микроэлектромеханических систем (МЭМС). С помощью МЭМС можно изготовить подвижное зеркало на одном конце резонатора. ВИЛ достигли относительно широкого диапазона перестройки до 30 нм. Основными проблемами для перестраиваемых ВИЛ являются ограничения выходной мощности, чирп, недолговечность, ненадежность механизмов перестройки и стоимость серийного производства.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Воронченко Станислав Александрович, 2023 год

Список литературы

1. Басов Н. Г. Квантовомеханические полупроводниковые генераторы и усилители электромагнитных колебаний / Н. Г. Басов, Б. М. Вул, Ю. М. Попов // ЖЭТФ. - 1959. - Т.37. - С. 587-588.

2. Елисеев П.Г. Введение в физику инжекционных лазеров. / П.Г. Елисеев. -М.:Наука, 1983. - 294 c.

3. Дураев В.П. Полупроводниковые лазеры для цифровых информационных систем / В.П. Дураев., С.В. Медведев, С.А. Воронченко. // Обозрение прикладной и промышленной математики. - 2018. - Т. 25. - №2 3. - С. 240246. eLIBRARY ID: 41187153.

4. Богданович М.В. Моноимпульсный Nd: YAG-лазер с поперечной диодной накачкой и инжекцией излучения одночастотного полупроводникового лазерного модуля / М.В. Богданович, В.П. Дураев, В.С. Калинов, О.Е. Костик, [и др.] // Квантовая электроника. - 2016. - Т. 46. - № 10. - С. 870872. DOI:10.1070/QEL16165.

5. Scifres D.R. Distributed-feedback single heterojunction GaAs diode laser / D.R. Scifres, R.D. Burnham, W. Streifer // Applied Physics Letters. - 1974. - V. 25. - № 4. - P. 203-206. DOI: 10.1063/1.1655440.

6. Heumier T. Mode Hopping in Semiconductor Lasers / T. Heumier, J. Carlsten // ILX Lightwave Corporation. - Bozeman, 1992. - MT 59717. Corpus ID: 108741870.

7. Saliba S. Mode stability of external cavity diode lasers / S. Saliba, M. Junker, L. D. Turner, R. Scholten // Applied optics. - 2009. - V. 48. - №№ 35. - P. 66926700. DOI: 10.1364/AO.48.006692.

8. Zhao L. Design of External Cavity Semiconductor Lasers to Suppress Wavelength Shift and Mode Hopping / L. Zhao, Z. Fang // 2004. Corpus ID: 15119204.

9. Fang Z. Single frequency semiconductor lasers. / Z. Fang, H. Cai, G. Chen, R. Qu // Optical and Fiber Communication reports. - 2017. - V. 9. - P. 315. DOI: 10.1007/978-981-10-5257-6. 10.Spencer J. Contrasting the Photodigm DBR Laser Diode Architecture with Competing DFB Designs / J. Spencer, P. Young // Photonics. - 2018. - V. 12. - №2. - P. 166-173. DOI: 10.22184/1993-7296.2018.70.2.166.173.

11.Qphotonics: [Электронный ресурс]. URL: https://www.qphotonics.com. (Дата обращения 06.07.2021).

12.Tohmori Y. Wavelenght-tunable semiconductor light sources for WDM applications / Y. Tohmori , H. Ishii, H. Oohashi, Y. Yoshikuni // IEICE Transactions on Electronics. - 2002. - V. 85. - № 1. - P. 21-26. Corpus ID: 107064657.

13.Дураев В.П. Одночастотные полупроводниковые РОС-лазеры / В.П. Дураев // Фотоника. - 2014. - № 6. - С. 40-43. eLIBRARY ID: 22564442.

14.Багаева О. О. Экспериментальные исследования мощных полупроводниковых одночастотных лазеров спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм / О. О. Багаева, Р. Р. Галиев, А. И. Данилов, А. В. Иванов, [и др.] // Квантовая электроника. - 2020. - Т. 50. - № 2. - С. 143-146. DOI: http://dx.doi.org/10.1070/QEL17183.

15.Coldren L.A. Tunable semiconductor lasers: a tutorial / L.A. Coldren, G.A. Fish, Y. Akulova, J.S. Barton, [et al.] // Journal of Lightwave Technology. -2004. - V. 22. - № 1. - P. 193-202. D0I:10.1109/JLT.2003.822207.

16.Todt R. Wide wavelength tuning of sampled grating tunable twin-guide laser diodes / R. Todt, T. Jacke, R. Meyer, R. Laroy, [et al.] // Electronics Letters. -2004. - V. 40. - № 23. - P. 1491-1493. D0I:10.1049/EL:20046997.

17.Numai T. 1.5 mu m phase-shift-controlled distributed feedback wavelength tunable optical filter / T. Numai // IEEE Journal of Quantum Electronics. -1992. - V. 28. - № 6. - P. 1513-1519. DOI: 10.1109/3.135304.

18.Камия Т. Физика полупроводниковых лазеров / Т. Камия, М. Оцу, Е. Ямамото, [и др.]; Под ред. Х. Такумы; Пер. с яп. М. Е. Белкина, Е. Н. Кручины; Под ред. В. Л. Величанского. - М. : Мир, 1989. - 310 с.

19.Кейси Х. Лазеры на гетероструктурах / Х. Кейси, М. Паниш. - Москва: Мир, 1981. - Т. 2. - 364 с.

20.Numai T. Fundamentals of semiconductor lasers / T. Numai. - Tokyo: Springer. - 2015. - P. 89-186. D0I:10.1007/978-4-431-55148-5.

21.Kano F. Characteristics of super structure grating (SSG) DBR lasers under broad range wavelength tuning / F. Kano, H. Ishii, Y. Tohmori, Y. Yoshikuni // IEEE Photonics Technology Letters. - 1993. - V. 5. - № 6. - P. 611-613. DOI: 10.1109/68.219685.

22.Morthier G. Ak/4-shifted sampled or superstructure gratingwidely tunable twin-guide laser / G. Morthier, B. Moeyersoon, R. Baets // IEEE Photonics Technology Letters. - 2001. - V. 13. - № 10. - P. 1052-1054. DOI: 10.1109/68.950732.

23.Tohmori Y. Broad-range wavelength-tunable superstructuregrating (SSG) DBR lasers / Y. Tohmori, Y. Yoshikuni, H. Ishii, [et al.] // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1993. - V. 29. - № 6. - P. 1817-1823. DOI:10.1109/3.234439.

24.RIO: [Электронный ресурс]. https://rio-lasers.com/1550nm-laser-diode. (Дата обращения 02.08.2022).

25.Iga K. Surface emitting semiconductor lasers / K. Iga, F. Koyama, S. Kinoshita // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1988. - V. 24. - № 9. - P. 18451855. DOI: 10.1109/3.7126.

26.Vafapour Z. Bandgap engineering and prospects for radiation-balanced vertical-external-cavity surface-emitting semiconductor lasers / Z. Vafapour, J. Khurgin // Optics express. - 2018. - V. 26. - №. 10. - P. 12985-13000. DOI: 10.1364/OE.26.012985.

27.Дураев В. П. Перестраиваемый одночастотный полупроводниковый лазерный модуль на базе двухпроходного усилителя на длину волны 1550 нм / В. П. Дураев, С. А. Воронченко, И. С. Молодцов // Фотоника. - 2021.

125

- T. 15. - № 5. - C. 410-419. DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2021.15.5.410.418.

28.Zhang X. M. Littman tunable laser using curve-shaped blazed grating / X.M. Zhang, H. Cai, A.Q. Liu, [et al.] // The 13th International Conference on SolidState Sensors, Actuators and Microsystems. - Seoul, 2005. - V. 1. - P. 804-807. DOI: 10.1109/SENS0R.2005.1496539.

29.Lohmann A. External cavity laser with a vertically etched silicon blazed grating / A. Lohmann, R. Syms // IEEE Photonics Technology Letters. - 2003. - V. 15.

- № 1. - P. 120-122. D0I:10.1109/LPT.2002.805762.

30.Anthon D. External cavity diode lasers tuned with silicon MEMS / D. Anthon, J. Berger, J. Drake, [et al.] // Optical Fiber Communication Conference and Exhibit. - Anaheim, 2002. - P. 97-98. D0I:10.1109/0FC.2002.1036230.

31.Mroziewicz B. External cavity wavelength tunable semiconductor lasers - a review / B. Mroziewicz // Opto-Electronics Review. - 2008. - V. 16. - № 4. -P. 347-366. DOI:10.2478/s11772-008-0045-9.

32.Zhang X. M. Tunable external-cavity laser using MEMS technology / X.M. Zhang, A.Q. Liu, D. Tang, [et al.] // TRANSDUCERS '03. 12th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems. Digest of Technical Papers. - Boston, 2003. - V. 2. - P. 1502-1505. DOI: 10.1109/SENSOR.2003.1217062.

33.Avrutsky I. Waveguide grating mirror for large-area semiconductor lasers / I. Avrutsky, R. Rabady // Optics letters. - 2001. - V. 26. - № 3. - P. 989-991. DOI: 10.1364/OL.26.000989.

34.Crozatier V. Highly coherent electronically tunable waveguide extended cavity diode laser / V. Crozatier, B. K. Das, G. Baili, [et al.] // IEEE Photonics Technology Letters. - 2006. - V. 18. - № 14. - P. 1527-1529. DOI: 10.1109/LPT.2006.877549.

35.Ip. E. Linewidth measurements of MEMS-based tunable lasers for phase-locking applications / E. Ip, J. Kahn, D. Anthon, J. Hutchins // IEEE Photonics

Technology Letters. - 2005. - V. 17. - № 10. - P. 2029-2031. DOI: 10.1109/LPT.2005.856435. 36.Jacobs U.H. Room-temperature external cavity GaSb-based diode laser around 2.13 ^m / U. H. Jacobs, K. Scholle, E. Heumann, [et al.] // Applied Physics Letters. - 2004. - V. 85. - № 24. - P. 5825-5826. DOI:10.1063/1.1833561. 37.Sato K. A compact external cavity wavelength tunable laser without an intracavity etalon / K. Sato, J. de Merlier, K. Mizutani, [et al.] // IEEE Photonics Technology Letters. - 2006. - V. 18. - № 10. - P. 1191-1193. DOI: 10.1109/LPT.2006.874717. 38.Sato T. An uncooled external cavity diode laser for coarse-WDM access network systems / T. Sato, F. Yamaoto, K. Tsuji, [et al.] // IEEE Photonics Technology Letters. - 2002. - V. 14. - № 7. - P. 1001-1003. DOI: 10.1109/LPT.2002.1012412.

39.Wyatt R. 10 kHz linewidth 1.5 ^m InGaAsP external cavity laser with 55 nm tuning range / R. Wyatt, W. Devlin // Electronics Letters. - 1983. - V. 19. - P. 110-112. D0I:10.1049/EL: 19830079.

40.Pliska T. Effective feedback control in pump laser modules stabilized by fiber Bragg gratings / T. Pliska, N. Matuschek, C. Harder // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. - 2005. - V. 11. - № 5. - P. 1209-1216. DOI: 10.1109/JSTQE.2005.853842.

41.Buric M. Piezo-electric tunable fiber Bragg grating diode laser for chemical sensing using wavelength modulation spectroscopy / M. Buric, J. Falk, Kevin P. Chen, [et al.] // Optics express. - 2006. - V. 14. - № 6. - P. 2178-2183. DOI: 10.1364/OE.14.002178.

42.Juodawlkis P. High-power ultralow-noise semiconductor external cavity lasers based on low-confinement optical waveguide gain media / P. Juodawlkis, W. Loh, F. O'Donnell, [et al.] // Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. - 2010. - V. 7616. - № 76160X. - P. 1-9. DOI: 10.1117/12.846662.

43.Гладышев А. В. Непрерывно перестраиваемый одночастотный диодный лазер на длину волны ~1.52 мкм для целей газоанализа / А. В. Гладышевa, М. И. Беловоловa, С. А. Васильевa, [и др.] // Квантовая электроника. -2005. - Т. 35. - № 3. - С. 241-242. https://doi.org/10.1070/QE2005v035n03ABEH003439.

44.Дураев В. П. Одночастотный полупроводниковый лазер на X = 1.06 мкм с распределенным брегговским зеркалом в волоконном световоде / В. П. Дураев, Е. Т. Неделин, Т. П. Недобывайло, [и др.] // Квантовая электроника. - 1998. - Т. 25. - № 4. - С. 301-302. https://doi.org/10.1070/QE1998v028n04ABEH001203

45.Дураев В. П. Полупроводниковые лазеры с волоконной брэгговской решеткой и узким спектром генерации на длинах волн 1530 - 1560 нм / В. П. Дураев, Е. Т. Неделин, Т. П. Недобывайло, [и др.] // Квантовая электроника. - 2001. - Т. 31. - № 6. - С. 529-530. https://doi.org/10.1070/QE2001v031n06ABEH001994.

46.Дураев В. П. Одночастотные полупроводниковые лазеры на основе двухпроходных усилителей / В. П. Дураев, С. В. Медведев // Фотоника. -2015. - № 6. - С. 54-60. eLIBRARY ID: 24842906.

47.Дураев В. П. Перестраиваемые одночастотные лазеры с брэгговскими решетками / В. П. Дураев // Фотоника. - 2007. - № 3. - С. 24-29. eLIBRARY ID:16652640.

48.Hashimoto J. Fiber-Bragg-grating external cavity semiconductor laser (FGL) module for DWDM transmission / J. Hashimoto, T. Takagi, T. Kato, [et al.] // Journal of Lightwave Technology. - 2003. - V. 21. - № 9. - P. 2002-2009. DOI: 10.1109/JLT.2003.815498.

49.Дураев В. П. Оптоэлектронные компоненты для цифровых информационных систем / В. П. Дураев, С. В. Медведев, С. А. Воронченко // Фотон-экспресс. - 2019. - № 155. - С. 2-5. eLIBRARY ID: 39155280.

50.Медведев С. В. Оптоэлектронные компоненты современных ВОЛС / Медведев С. В., Дураев В. П. // Фотон-экспресс. - 2017. - № 139. - С. 1215. eLIBRARY ID: 29119693.

51.Gladyshev A. Tunable single-frequency diode laser at wavelength 1.65 ^m for methane concentration measurements / A. Gladyshev, M. Belovolov, S. Vasiliev, [et al.] // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. - 2004. - V. 60. - № 14. - P. 3337-3340. DOI: 10.1016/j.saa.2003.12.055.

52.Anthon D. External cavity diode lasers for network applications / D. Anthon, J. Berger, K. Cheung, [et al.] // 2002 28TH European Conference on Optical Communication. - Copenhagen, 2002. - P. 1-2. Corpus ID: 20272788.

53.Дураев В. П. Перестраиваемые одночастотные полупроводниковые лазеры / Дураев В. П., Медведев С. В. // Физика и техника полупроводников. - 2014. - Т. 48. - № 1. - С. 125-128. eLIBRARY ID: 21310706.

54.Воронченко С. А. Одночастотные перестраиваемые полупроводниковые лазеры в диапазоне длин волн 1300-1650 нм : выпускная квалификационная работа магистра : 12.04.02 / Воронченко Станислав Александрович. - МИРЭА. - Москва, 2018. - 105 с.

55.Lynch S. G. Bragg-grating-stabilized external cavity lasers for gas sensing using tunable diode laser spectroscopy / S. G. Lynch, F. Chen, J. Gates, [et al.] // Novel In-Plane Semiconductor Lasers 13. - San Francisco, 2014. - V. 9002 -№ 900209 - P. 1-7. DOI: 10.1117/12.2039971.

56.Bird D. Narrow line semiconductor laser using fibre grating / D. Bird, J. Armitage, R. Kashyap, [et al.] // Electronics Letters. - 1991. - V. 27. - № 13. -P. 1115-1116. D0I:10.1049/EL:19910696.

57.Lynch S. G. External cavity diode laser based upon an FBG in an integrated optical fiber platform / S. G. Lynch, C. Holmes, S. Berry, [et al.] // Optics express. - 2016. - V. 24. - № 8. - P. 8391-8398. DOI:10.1364/OE.24.008391.

58.Morton P. Stable single mode hybrid laser with high power and narrow linewidth / P. Morton, V. Mizrahi, T. Tanbun-ek, [et al.] // Applied Physics Letters. - 1994. - V. 64. - № 20. - P. 2634-2636. DOI:10.1063/1.111475.

59.Беловолов М. И. Полупроводниковые лазеры с гибридным резонатором на волоконных брэгговских решетках / М. И. Беловолов, Е. М. Дианов, В. П. Дураев, [и др.]. - М., 2002. - 67 с.: ил.; 21 см. - (Препринт / Рос. акад. наук. Ин-т общ. физики (ИОФАН).

60.Андриевский А. Лазерные диодные модули: ввод излучения в волокно и фиксация деталей модулей / А. Андриевский, В. Ф. Андриевский // Фотоника. - 2017. - № 3 (63). - С. 74-79. DOI: 10.22184/19937296.2017.63.3.74.79

61.Медведев С. В. Полупроводниковый оптический усилитель на длину волны 1550 нм и кольцевой лазер на его основе : дис. ... кандидата технических наук : 05.27.03 / Медведев Сергей Витальевич. - Науч.-исслед. ин-т "Полюс им. М.Ф. Стельмаха". - Москва, 2013. - 150 с.

62.Дураев В. П. Полупроводниковый лазер с кольцевым волоконным резонатором / В. П. Дураев, С. В. Медведев // Квантовая электроника. -2013. - Т. 43. - № 10. - С. 914-916. https://doi.org/10.1070/QE2013v043n10ABEH015256.

63.Дураев, В. П. Перестраиваемые одночастотные кольцевые полупроводниковые лазеры и их применение. Обзор / В. П. Дураев, С. В. Медведев, С. А. Воронченко // Обозрение прикладной и промышленной математики. - 2020. - Т. 27. - № 1. - С. 53-63. DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2020.14.4.308.318.

64.Polynkin A. Single-frequency fiber ring laser with 1Woutput power at 1.5 ^m / A. Polynkin, P. Polynkin, M. Mansuripur, N. Peyghambarian // Optics Express. - 2005. - V. 13. - № 8. - P. 3179-3184. DOI:10.1364/OPEX. 13.003179.

65.Yang X. Continuously tunable, narrow-linewidth laser based on a semiconductor optical amplifier and a linearly chirped fiber Bragg grating // X.

Yang, R. Lindberg, W. Margulis, [et al.] // Optics express. - 2019. - V. 27. - № 10. - P. 14213-14220. DOI:10.1364/OE.27.014213. 66.Mak J. Linewidth narrowing via low-loss dielectric waveguide feedback circuits in hybrid integrated frequency comb lasers / J. Mak, A. Van Rees, Y. Fan, [et al.] // Optics express. - 2019. - V. 27. - № 9. - P. 13307-13318. DOI: 10.1364/OE.27.013307. 67ХИКОПТИКА: [Электронный ресурс]. URL: https://www. http://liroptics.ru.

(Дата обращения 12.11.2020). 68.Liang W. Ultralow noise miniature external cavity semiconductor laser / W. Liang, V. Ilchenko, D. Eliyahu, [et al.] // Nature communications. - 2015. - V. 6. - № 1. - P. 1-6. DOI : 10.1038/ncomms8371. 69.Sherstnev V. Semiconductor WGM Lasers for the Mid-IR Spectral Range / V. Sherstnev, A. Monakhov, A. Astakhova, [et al.] // Semiconductors. - 2005. -V. 39. - № 9. - P. 1087-1092. DOI:10.1134/1.2042604.

70.McCall C. Whispering-gallery mode microdisk lasers / S. Mccall, A. Levi, R. Slusher, [et al.] // Applied physics letters. - 1992. - V. 60. - № 3. - P. 289-291. DOI: 10.1063/1.106688

71.Васильев В. В. Высококогерентный инжекционный лазер с оптической обратной связью через микрорезонатор с модами типа «шепчущей галереи» / В. В. Васильев, В.Л. Величанский, М.Л. Городецкий, [и др.] // Квантовая электроника. - 1996. - Т. 23. - № 8. - С. 675-676. https://doi.org/10.1070/QE1996v026n08ABEH000747.

72.Vassiliev V. Narrow-line-width diode laser with a high-Q microsphere resonator / V. Vassiliev, V. Velichansky, V. Ilchenko, [et al.] // Optics Communications. - 1998. - №. 158. - P. 305-312. DOI:10.1016/S0030-4018(98)00578-1.

73.Алферов Ж. И. Двойные гетероструктуры: концепция и применения в физике, электронике и технологии / Ж. И. Алферов // УФН. - 2002. - Т. 172. - № 9. - С. 1068-1086. DOI: 10.3367/UFNr.0172.200209e.1068.

74.Unger P. Introduction to power diode lasers / P. Unger // Topics in Applied Physics. - 2000. - № 78. - P. 1-54. DOI: 10.1007/3-540-47852-3_1.

75.Holonyak N. Quantum-well heterostructure lasers / N. Holonyak, R. Kolbas, R. Dupuis, P. Dapkus // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1980. - V. 16. -№ 2. - P. 170-186. DOI: 10.1109/JQE.1980.1070447.

76.Дураев В. П. Ввод в волоконные световоды излучения заращенных мезаполосковых инжекционных лазеров, работающих в диапазоне 1,2-1,6 мкм / В. П. Дураев, П. Г. Елисеев, С. С. Курленков, И. А. Скопин // Квантовая электроника. - 1983. - Т. 10. - № 3. - С. 633-635. https://doi.org/10.1070/QE1983v013n03ABEH004172.

77.Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. Справочник / В. С. Чиркин. - М. : Атомиздат, 1968. - 484 с.

78.Joyce W. Alignment of Gaussian beams / W. Joyce, B. Deloach // Applied optics. - 1984. - V. 23. - № 23. - P. 4187-4196.

79.Овчинников О. В. Оптическое согласование волоконных световодов : учебно-методическое пособие для вузов / О. В. Овчинников [и др.] -Воронеж : Издательско-полиграфический центр Воронежского гос. ун-та, 2008. - 25 с.

80.Alder T. High-efficiency fiber-to-chip coupling using low-loss tapered singlemode fiber / T. Alder, A. Stohr, R. Heinzelmann, D. Jager // IEEE Photonics Technology Letters. - 2000. - V. 12. - № 8. - P. 1016-1018. DOI: 10.1109/68.867993.

81.Ghafouri-Shiraz H. Improvement of coupling efficiency between a 0.82 ^m wavelength laser diode and a VAD single-mode fibre by conical microlenses / H. Ghafouri-Shiraz, T. Aruga // Optics and Laser Technology. - 1996. - V. 28. - № 5. - P. 267-371. DOI:10.1016/0030-3992(95)00106-9.

82.Shiraishi K. A lensed-fiber coupling scheme utilizing a graded-index fiber and a hemispherically ended coreless fiber tip / K. Shiraishi, H. Ohnuki, Nobuaki Hiraguri, [et al.] // Journal of Lightwave Technology. - 1997. - V. 15. - № 2. -P. 356-363. DOI:10.1109/50.554388.

132

83.Meltz G. Bragg grating formation and germanosilicate iber photosensitivity / G. Meltz, W. Morey // International Workshop on Photoinduced Self-Organization Effects in Optical Fiber. - Quebec, 1991. - V. 1516. - P. 185-199. DOI:10.1117/12.51164.

84.Lang R. External optical feedback effects on semiconductor injection laser properties / R. Lang, K. Kobayashi // IEEE Journal of Quantum Electronics. -1980. - V. 16. - P. 347-355. DOI:10.1109/JQE.1980.1070479.

85.Пат. 135193. Российская Федерация, МПК H01S 5/022. Одночастотный перестраиваемый полупроводниковый лазер / В. В. Акпаров, В. П. Дураев, Медведев С. В. [и др.]. ; патентообладатель ЗАО «НОЛАТЕХ». - опубл. 27.11.2013, Бюл. № 33. - 13 с.

86.Saliba S. Mode stability of external cavity diode lasers / S. Saliba, M. Junker, L. D. Turner, R. Scholten // Applied optics. - 2009. - V. 48. - № 35. - P. 66926700. DOI: 10.1364/AO.48.006692.

87.Chen D. Instabilities in a grating feedback external cavity semiconductor laser / D. Chen, Z. Fang, H. Cai, [et al.] // Optics express. - 2008. - V. 16. - № 21. -P. 17014-17020. DOI:10.1364/OE.16.017014.

88.Gong H. Mode-hopping suppression of external cavity diode laser by mode matching / H. Gong, Zhigang Liu, Yangli Zhou, [et al.] // Applied optics. -2014. - V. 53. - № 4. - P. 694-701. DOI:10.1364/AO.53.000694.

89.Nikitin S. Characterization of ultra-narrow linewidth lasers for phase-sensitive coherent reflectometry using EOM facilitated heterodyning / S. Nikitin, E. Fomiryakov, D. Kharasov, [et al.] // Journal of Lightwave Technology. - 2020. - V. 38. -P. 1446-1453. DOI: 10.1109/JLT.2019.2952688.

90.Fomiryakov E. New approach to laser characterization using delayed self-heterodyne interferometry / E. Fomiryakov, D. Kharasov, S. Nikitin, [et al.] // Journal of Lightwave Technology. - 2021. - V. 39. - P. 5191-5196. DOI: 10.1109/JLT.2021.3082263.

91.Богданкевич О. В. Полупроводниковые лазеры. / О. В. Богданкевич, С. А. Дарзнек, П. Г. Елисеев. - Москва: Наука, 1976. - 415 с.

133

92.Елисеев П.Г. Введение в физику инжекционных лазеров. / П.Г. Елисеев. -М.:Наука, 1983. - 294 с.

93.Жуков, А. Е. Основы физики и технологии полупроводниковых лазеров / А. Е. Жуков. - Санкт-Петербург: Издательство Санкт-Петербургского академического университета, 2016. - 364 с.

94. Sanayeh M. The physics of catastrophic optical damage in high-power AlGalnP laser diodes / M. Sanayeh, P. Brick, W. Schmid, [et al.] // SPIE Photonics Europe. - 2008. D01:10.1117/12.779524.

95.Чжу Ц. Исследования надежности диодных лазеров с несколькими одиночными излучателями высокого уровня яркости / Ц. Чжу, Т. Ян, Ц. Цзян, [и др.] // Фотоника. - 2016. - Т. 6. - № 60. - С. 70-81. DOI: 10.22184/1993-7296.2016.60.6.70.81.

96.Пат. 132926. Российская Федерация, МПК H01S 5/030. Одночастотный перестраиваемый лазер / А. В. Иванов, В. Д. Курносов, Курносов К. В. [и др.]. ; патентообладатель Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" имени М.Ф. Стельмаха" (ОАО "НИИ "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха") (RU). - опубл. 27.09.2013, Бюл. № 27. - 29 с