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Previous issue date: 2010-06-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / We analyze the dynamics of semiconductor lasers radiation frequency when these
lasers are subject to different conditions of optical feedback, and we demonstrate
how it is possible to control the emission frequency using the different configurations
explored. In the first system studied a semiconductor laser is fed back with light
which polarization is orthogonal to the output polarization, spectrally filtered by
a cesium atomic vapor. This system, besides presenting an effective technique to
stabilize the laser frequency and reduce the laser linewidth, was the first to exhibit
frequency bistable and multistable optical regimes with amplitude practically constant.
This unique feature opens the way for applications in all-optical FM logical
devices. The bistable and multistable regimes are interpreted through a phenomenological
model, and, for the bistable regime, we discuss a rate equation model, built
taking in account thermal effects and gain saturation. We also present an all-optical
frequency switch, the first of his kind. The second system is used to investigate
the behavior of the emission frequency of a semiconductor laser with an external
cavity, inside which is placed an atomic filter. For different values of the injection
current we observe the laser frequency locking in the atomic line, bistability and
reproducible frequency instabilities. / Estudamos a dinâmica em frequência da radiação emitida por lasers semicondutores
submetidos a diferentes condições de realimentação ótica e demonstramos
como é possível o controle da frequência de emissão pelo uso das diferentes configurações exploradas. No primeiro sistema estudado, um laser semicondutor é realimentado
por luz com polarização ortogonal á de saída, filtrada espectralmente
por vapor atômico de césio. Além de apresentar uma técnica efetiva para estabilização da frequência laser e redução de largura de linha, esse foi o primeiro sistema
a exibir regimes de biestabilidade e multiestabilidade ótica exclusivamente em sua
frequência, ou seja, com amplitude constante. Essa característica única abre caminho
para aplicações desta técnica em dispositivos lógicos FM do tipo tudo ótico .
O aparecimento desses regimes é analizado através de um modelo fenomenológico e,
para o caso biestável, construímos também um modelo de equações de taxa, onde
levamos em conta efeitos térmicos e de saturação de ganho no laser semicondutor.
Como aplicação dessa técnica apresentamos o funcionamento de uma chave em
frequência do tipo tudo-ótico , a primeira deste gênero. O segundo sistema experimentalmente
investigado foi concebido para produzir um comportamento dinâmico
da frequência de um laser semicondutor com cavidade estendida quando um filtro
atômico é posicionado dentro dessa cavidade. Para diferentes valores da corrente de
injeção observamos o travamento da frequência laser na linha atômica, biestabilidade
e instabilidades não aleatórias.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5775 |
| Date | 30 June 2010 |
| Creators | Sorrentino, Taciano Amaral |
| Contributors | Oriá, Marcos César Santos |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Física, UFPB, BR, Física |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -8949983414395757341, 600, 600, 600, 600, -6618910597746734213, -8327146296503745929, 2075167498588264571 |
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