Superradiance of nano lasers in information-measuring procedures (original) (raw)

RADIOFIZIKA I ELEKTRONIKA

Предмет и цель работы. Предметом исследований является сверхизлучение нанолазеров и процесс его формирования квантовыми точками, повышенной концентрацией неравновесных носителей заряда, а также физические принципы работы нанолазеров со сверхизлучением в телекоммуникационных системах. Целью работы является обоснование возможности использования нанолазеров в режиме сверхизлучения и устройств на их основе для решения задач передачи высокоскоростных оптических информационных сигналов и задач стабилизации частоты излучения. Методы и методология работы. Выполнен обзор нескольких типов нанолазеров. Отмечено, что несмотря за создание ряда конструкций, не разработана общая теория стабилизации параметров излучения нанолазеров, что является сдерживающим фактором развития этого типа лазеров и их практического применения. Для использования нанолазеров в информационно-измерительных процедурах должны быть решены задачи стабилизации частоты излучения, получения импульсов заданной длительности (фемтосекундного порядка) и пиковой мощности. Для обеспечения импульсного излучения с необходимыми параметрами авторы предлагают использовать режим сверхизлучения, ранее обнаруженный в полупроводниковых гетероструктурах и выраженный в резком росте мощности излучения. Проведенный анализ условий формирования сверхизлучения в доменной структуре полупроводников основан на теоретической модели описания концентрации неравновесных носителей (электронов и дырок) в активной области лазера. Результаты работы. Рассмотрен процесс возникновения сверхизлучения в нанолазерах и возможность использования этого эффекта. Доказано, что в режиме сверхизлучения в нанолазерах формируются фемтосекундные импульсы высокой пиковой мощности. Заключение. Результаты проведенных исследований обосновывают возможность и перспективу использования нанолазеров в режиме сверхизлучения и устройств на их основе для передачи высокоскоростных оптических информационных сигналов, создания новых оптических стандартов частоты и устройств фотоники. Их применение будет способствовать развитию нанометрологии, нанотехники, информационных и иных технологий. Выполнены расчеты, доказывающие, что в режиме сверхизлучения нанолазеры формируют фемтосекундные импульсы мощностью 10,9 мкВт, что позволяет передавать сигнал по волокну на дистанцию 750 м. В дальнейшем планируются работы то увеличению мощности таких лазеров для передачи информации на более длинные дистанции. Библиогр.: 24 назв. Ключевые слова: нанолазер, сверхизлучение, стабилизация частоты, фотоника, генерация излучения.