بررسی رفتار لیزر میکروحلقه نیمه هادی در حالت دو مدی با پسخوران خارجی به روش fdtd

لیزرهای میکروحلقه نیمه هادی با قطر کوچک، به عنوان عناصر غیرخطی، گزینه مناسبی برای مدارهای مجتمع نوری با ابعاد نانو و میکرو هستند. علاوه بر این به دلیل دارا بودن خواص غیر خطی، لیزرهای نیمه هادی میکروحلقه ای، ابزاری مناسب برای کاربردهای رقمی می باشند. وقتی نور در فرکانس تشدید کاواک لیزر به درون آن تزریق می شود، حتی با میزان کم نور، لیزر می تواند از یک مد به مد دیگر سوئیچ کند. لیزرهای نیمه هادی میکروحلقه ای دو نوع مد لیزری ذاتی، رونده در دو راستای ساعتگرد و پادساعتگرد دارند. انعکاسات موجبر به عنوان پسخوران یا فیدبک اپتیکی تأخیری فرض می شوند. در حضور انعکاس های موجبر، بر اثر شکافتگی تبهگنی، دو مد با فرکانس های متفاوت به وجود می آید. در این پایان نامه رفتار لیزر میکروحلقه نیمه هادی بررسی شده است. برای فهم دقیق و کامل رفتار مدهای لیزر میکروحلقه نیمه هادی، از تحلیل فضا-زمانی چند مدی استفاده شده است. برای حل معادلات نهایی از روش عددی fdtd استفاده کرده ایم. اهمیت نتایج به دست آمده در این تحقیق، این است که علاوه بر این که تغییرات زمانی مشاهده شده، این تغییرات در نقاط مختلف در طول میکروحلقه مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. این روش موجب افزایش دقت در محاسبه تغییرات دامنه میدان می شود، زیرا در آن از تقریب میدان میانگین که با گرفتن انتگرال مکانی روی تمام طول میکروحلقه، از تغییرات مکانی در طول میکروحلقه صرف نظر می شود، استفاده نشده است. نتایج بدست آمده از روش fdtd با نتیجه ناشی از حل معادله تقریب میدان میانگین مقایسه شده است. در روش معادله تقریب میدان میانگین از بستگی فضایی میدان صرف نظر شده است. مقایسه نشان می دهد که نتایج بسیار به هم شبیه اند.