An Activelty mode-locked semiconductor laser and soliton pulse propagation

Abstract

Bu çalışmada aktif mod kilitlenmiş yarıiletken lazerde çok kısa darbe üretimi ve bu darbelerin tek modlu optik fiberde yayılması incelendi. Aktif mod kilitlenmiş yarıiletken lazerde üretilen darbelerin genişliği tek modlu optik fiberde soliton yayılması metoduyla sıkıştırıldı. Bu çalışma iki kısımdan oluşmuştur; aktif mod kilitlenmiş yarıiletken lazer modellemesi ve tek modlu optik fiberdeki soliton yayılması. Aktif mod kilitlenmiş yarıiletken lazerde üretilen darbeler akuble dalga denklemleri kullanılarak ve transfer matrisi metodu ile çözüldü. Tek modlu optik fiberdeki soliton darbelerin yayılması doğrusal olmayan Schrödinger denklemi kullanılarak modellendi. Bu denklem Split-step Fourier değişim tekniği kullanılarak sayısal olarak çözüldü. Bu iki model birbiri ile belirli koşullar altında birleştirildi. Tek modlu optik fiberde soliton yayılmasının amacı, aktif mod tekniği kullanılarak InGaAsP yarıiletken lazerden yüksek tepe güçlü çok kısa darbeler üretmektir. 2.93 GHz frekansında üretilen darbelerin genişliği standart lazer parametrelerinde 8.27 piko saniyedir. Soliton yüksekliği 1 vedarbe genişliği 19.66 piko saniye olan darbe tek modlu fiberde 7.4 katına kadar sıkıştırıldı Anahtar kelimeler : Soliton, Optik fiber, Aktif mod kilitlenmesi

In this work, ultra short pulse generation from an actively mode-locked semiconductor laser and the propagation of these pulses through a single mode optical fiber are investigated. The pulse width of pulses generated by an actively mode-locked semiconductor laser can be compressed using soliton propagation in a single mode optical fiber. This work is divided into two sections; model of actively mode-locked semiconductor laser and soliton propagation in single mode optical fiber. The pulse generation from an actively mode-locked semiconductor laser is simulated by the coupled wave equations. The coupled wave equations are solved by using the transfer matrix method. The propagation of soliton pulses through a single mode optical fiber is modeled by using the nonlinear Schrödinger equation, which has been solved, numerically by using the split-step Fourier transform technique. The two models are linked with the help of the conditions imposed by the laser to optical fiber coupling. For the purpose of soliton propagation in a single mode optical fiber, ultra short pulses with a high peak power have been generated from an InGaAsP semiconductor laser using the actively mode-locking technique. Generated pulses at a frequency of 2.93 GHz have a pulse width of 8.27 psec with standard parametersPropagated pulses in a single mode fiber can be compressed up to 7.4 times if the normalized soliton order is 1 and pulse width is 19.66 psec. Keywords: Soliton, Optical fiber, Active mode-locking