Untersuchungen zur Ladungsträger- und Emissionsdynamik oberflächenemittierender Halbleitermikrolaser:
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
7
2
PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN
13
2.1
LASER:
LICHTVERSTAERKUNG
DURCH
STIMULIERTE
EMISSION
.
13
2.1.1
WECHSELWIRKUNG
ZWISCHEN
ELEKTROMAGNETISCHER
STRAHLUNG
UND
MATERIE
14
2.1.2
LASERTAETIGKEIT
ALS
RESULTAT
VON
STIMULIERTER
EMISSION
IM
RESONATOR
.
17
2.1.3
STATIONAERES
UND
DYNAMISCHES
VERHALTEN
EINES
LASERS
.
18
2.2
HALBLEITER:
ELEKTRONISCHE
UND
OPTISCHE
EIGENSCHAFTEN
.
21
2.2.1
BANDSTRUKTUR
.
22
2.2.2
VOLUMENHALBLEITER
UND
QUANTENTROGSTRUKTUREN
.
24
2.2.3
OPTISCHE
UEBERGAENGE:
ABSORPTION
UND
GEWINN
.
27
2.2.4
DYNAMIK
OPTISCHER
ANREGUNGEN
.
29
2.3
HALBLEITERLASER
.
33
2.3.1
KONVENTIONELLE
RATENGLEICHUNGEN
.
34
2.3.2
KONVENTIONELLE
HALBLEITERLASER
UND
HALBLEITERMIKROLASER
.
39
3
MODELLE
ZUR
BESCHREIBUNG
DER
MIKROLASERDYNAMIK
43
3.1
ERWEITERTE
RATENGLEICHUNGEN
.
44
3.1.1
ERWEITERTE
RATENGLEICHUNGEN
FUER
DEN
VOLUMENHALBLEITER-VCSEL
.
.
44
3.1.2
QUANTENTROG-VCSEL
.
49
3.2
MAXWELL-BLOCH-GLEICHUNGEN
.
50
3.3
ORTSAUFGELOESTES
MULTIMODENMODELL
.
53
4
EXPERIMENTELLE
GRUNDLAGEN
57
4.1
SUMMENFREQUENZGENERATION
.
57
4.1.1
PRINZIP
DER
SUMMENFREQUENZGENERATION
.
58
4.1.2
PHASENANPASSUNG
.
58
4.1.3
ANFORDERUNGEN
AN
DEN
SUMMENFREQUENZKRISTALL
.
61
4.1.4
JUSTAGE
EINES
AUFKONVERSIONSEXPERIMENTES
.
62
4.2
EINPULSEXPERIMENTE
MIT
ELEKTRISCH
GEPUMPTEM
VCSEL
.
64
4.2.1
EXPERIMENT
ZUR
NICHTRESONANTEN
STOERUNG
.
65
4.2.2
EXPERIMENT
ZUR
RESONANTEN
STOERUNG
.
67
4.3
ZWEIPULSEXPERIMENT
MIT
OPTISCH
GEPUMPTEM
VCSEL
.
67
4.3.1
DAS
LASERSYSTEM
.
68
4.3.2
AUFBAU
DES
ZWEIPULSEXPERIMENTS
.
71
2
INHALTSVERZEICHNIS
5
PROBEN
73
5.1
DER
QUANTENTROG-VCSEL
.
74
5.1.1
STRUKTUR
.
74
5.1.2
CHARAKTERISIERUNG
.
75
5.2
DER
VOLUMEN-VCSEL
.
77
5.2.1
HERSTELLUNG
UND
STRUKTUR
.
77
5.2.2
CHARAKTERISIERUNG
.
77
6
ERGEBNISSE/DISKUSSION
1:
NICHTRESONANTE
STOERUNG
81
6.1
QUANTENTROG-VCSEL
BEI
NIEDRIGER
UEBERSCHUSSENERGIE
.
82
6.2
QUANTENTROG-VCSEL:
DAS
SUBPIKOSEKUNDENSCHALTEN
.
85
6.2.1
DER
MECHANISMUS
DES
SCHALTENS
.
86
6.2.2
ABHAENGIGKEIT
VON
DEN
EXPERIMENTELLEN
PARAMETERN
.
89
6.3
VOLUMEN-VCSEL
BEI
HOHER
UEBERSCHUSSENERGIE
.
94
6.3.1
VARIATION
DER
EXPERIMENTELLEN
PARAMETER
.
94
6.3.2
ABHAENGIGKEIT
VOM
PROBENORT
UND
OSZILLATORISCHE
STRUKTUR
DER
KUR
VENVERLAEUFE
.
101
7
ERGEBNISSE/DISKUSSION
2:
RESONANTE
STOERUNG
109
7.1
ZUORDNUNG
DER
SIGNALANTEILE
.
110
7.2
SCHWEBUNG
ZWISCHEN
ZWEI
TRANSVERSALEN
MODEN
.
111
7.2.1
VARIATION
DES
INJEKTIONSSTROMS
.
112
7.2.2
INTERPRETATION
DER
OSZILLATIONEN
.
113
7.3
VARIATION
DER
STOERINTENSITAET
.
114
7.3.1
EXPERIMENTELLE
BEOBACHTUNGEN
.
114
7.3.2
VERSAGEN
DER
KONVENTIONELLEN
UND
DER
ERWEITERTEN
RATENGLEICHUNGEN
120
7.3.3
RABIOSZILLATIONEN
ALS
MOEGLICHE
ERKLAERUNG
.
121
8
ZUSAMMENFASSUNG
125
LITERATURVERZEICHNIS
129 |
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