Dinâmica em laser de Diodo com cavidade em anel

Abstract

Nesta dissertação, estudamos experimentalmente a dinâmica de um laser de diodo operando com uma cavidade ótica externa implementada numa configuração tipo anel. A cavidade externa tem um comprimento efetivo de 3 metros para uma oscilação ótica. A cavidade e composta por três espelhos que permitem um controle e caracterização dos modos de emissão. Verificou-se que os dois modos contrapropagantes funcionaram travados em frequência para valores de corrente abaixo do limiar do laser sem cavidade externa e apresentaram flutuações de baixa frequência acima deste valor. Instabilidades em função do alinhamento da cavidade e da corrente de bombeio também foram observadas. Um sistema de detecção de pulsos com características caoticas e duração na escala de nanosegundos foi montado com fotodetectores com respostas em frequências de 2 GHz. Séries numéricas destas pulsações foram estudadas em suas composições espectrais. Um tratamento das equaçõoes para a estabilidade de cavidades óticas foi realizado e a compara ção dos espectros de frequência dos modos não longitudinais observados apresenta concordância com os cálculos feitos. Modelos teóricos para a dinâmica dos pulsos, com equações de taxas e incluindo a competição dos modos foram tratados numericamente e comparados com os experimentos. A inclusão de efeitos de absorvedor saturável, devido as regiões da camada da junção diodo que não atige o limiar de amplificação, foi testada nos modelos teóricos. A dinâmica observada experimentalmente esta em concordancia com o modelo proposto