بررسی پایداری لیزر سالیتون کاواک

لیزر های سالیتون کاواک به عنوان ابزاری کارا و قدرتمند در زمینه ی پردازش نوری اطلاعات محسوب می شوند. در این ابزارهای لیزری، نور لیزر فقط از نقاط خاصی از صفحه ی وسیع کاواک vcsel ساطع می شود. به طور کلی سالیتون های کاواک پایدار می توانند دو حالت دینامیکی متفاوت داشته باشند: اول سالیتون هایی که از لحاظ دینامیکی ایستا هستند و می توان محل و تعداد آنها را با اعمال پرتو کنترلی نویسنده/ پاک کننده به دقت تعیین نمود و دوم سالیتون های که از لحاظ دینامیکی به خودی خود و با سرعتی که به شرایط پارامتری وابسته است، شروع به حرکت می نمایند. در اکثر قریب به اتفاق مطالعاتی که تا سال 2005 صورت گرفته بود، کاواک توسط یک موج همدوس تخت به نام پرتو نگهدارنده مورد تابش قرار می گرفته است. در این حالت و با فراهم نمودن شرایط مساعد و دمش محیط غیرخطی درون کاواک در زیر و یا اندکی بالای آستانه ی لیزر زایی، کاواک به عنوان تقویت کننده یا مدوله کننده ی فضایی پرتو نگهدارنده عمل می کرده است. اخیراً با حذف پرتو نگهدارنده ظرفیت لیزرهای سالیتون کاواک از نقطه نظر کاربردی بسیار بهبود یافته است. حذف پرتو نگهدارنده باعث انعطاف پذیری بیشتر سیستم می شود و کاواک را از یک مدوله کننده ی نور به یک منبع مستقل لیزری مبدل می سازد. این وسیله ی جدید می تواند نقش مهمی در پردازش نوری اطلاعات ایفا نماید. در کارهای قبلی، وجود سالیتون های پایدار در یک محدوده ی کوچکی از شرایط پارامتری، به صورت تئوری و عملی به اثبات رسیده است. در این پایان نامه به صورت تئوری تلاش می شود با جاروب متغییر های کنترلی و مطالعه ی رفتار سیستم در قبال تغییر آنها، نقشه ی پایداری سالیتون ها در فضای پارامتری بدست آید. در ابتدا تاثیر پارامترهای مختلف در ایجاد ناپایداریهای هوپف و مدولاسیون مورد مطالعه قرار می گیرد و سپس نقش پارامترهای مختلفی مانند بازترکیب حاملین، طول عمر حاملین، تغییر پارامترهای دمش و اشباع در پایداری و ایجاد سالیتون های خودبخود حرکت کننده مورد بررسی قرار گرفته اند تا اطلاعات دقیقی برای دستیابی به لیزرهای سالیتونی در دسترس باشد. در بخشهای بعدی با انتگرال گیری عددی از معادلات دیفرانسیلی توصیف کننده ی سیستم با استفاده از روش موسوم به روش گام مجزا که از تبدیل فوریه ی سریع استفاده می نماید، سالیتون ها شبیه سازی شده اند و در آخر صحت محاسبات با استفاده از روش نیوتن – رافسون مورد بررسی قرار گرفتند.