Leipzig 2002 – wissenschaftliches Programm

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SYSI: Simulation in Physik, Informatik und Informationstechnik

SYSI VII: HV VII

SYSI VII.1: Hauptvortrag

Dienstag, 19. März 2002, 14:00–14:35, HS 21

Simulation des verspannungsabhängigen Moden- und Polarisationsverhaltens eines Halbleiterlasers — •D. Kallweit, A. Greiner, J. Korvink und H. Zappe — Universität Freiburg

Oberflächen-emittierende Halbleiterlaser, sog. VCL (Vertical Cavity Laser), haben eine Reihe von Leistungsvorteilen gegenüber kanten-emittierenden Halbleiterlasern. Dieser Umstand macht VCL sehr interessant für eine Vielfalt von optischen Kommunikations- und Sensorsystemen. Viele dieser Anwendungen setzen eine stabile Polarisation des Laserlichtes voraus. Aufgrund der Zylindersymmetrie (u.a.) weist die Polarisation von VCLn oft unvorhersagbare Sprünge auf. Diesen Umstand zu verstehen, sowie die weitere Verbesserung der Polarisationsstabilität von VCLn, ist derzeit ein sehr aktives Forschungsgebiet. Zu diesem Zweck haben wir ein Simulationsmodell für die Analyse des Moden- und Polarisationsverhaltens in Abhängigkeit des verspannungsabhängigen Brechungsindexprofils im Laser entwickelt. Der Effekt von mechanischer Verspannung, vor allem um ein asymmetrisches Brechungsindexprofil herbeizuführen, kann ein Mittel dazu sein, die Laserpolarisation definiert einzustellen. Experimentelle Arbeiten auf diesem Gebiet haben gezeigt, dass mechanische Verspannung, induziert durch einen seitlich angebrachten mikromechanischen Balken, dazu in der Lage ist die Polarisationsstabilität sehr effektiv zu verbessern. Die präsentierten Ergebnisse beinhalten eine Methode zur Berechnung der verspannungsabhängigen Lasermoden und Ihrer Polarisation. Dies wird realisiert durch ein analytisches Modell eines symmetrischen VCLs auf das wir Prinzipien der Störungstheorie anwenden. Wir zeigen damit, daß bei gegebenem inhomogenem Brechungsindex ein deutlicher Unterschied in der Intensitätsverteilung von gestörtem und ungestörtem Lasersystem zu beobachten ist. Auch läßt unser VCL-Modell die Berechnung der verspannungsabhängigen Polarisation zu. Das inhomogene Brechungsindexprofil des VCLs wird dabei numerisch mittels Finite Element Methode berechnet.