Synchronisation chaotisch fluktuierender Halbleiterlaser

Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der experimentellen und numerischen Synchronisation zweier optisch unidirektional gekoppelter Halbleiterlaser. Schwerpunkt dieser Untersuchung liegt in der Synchronisation der Dynamik des optisch rückgekoppelten Halbleiterlasers als treibendes System. Die Synchronisation der Dynamik der Intensitätseinbrüche ( low frequency fluctuations -- LFFs), der Intensitätssprünge ( low frequency power jump-ups -- LFJs) und die Dynamik des Kohärenzkollapses wird untersucht.Die detaillierten Betrachtungen der Synchronisation für die Variation der wichtigsten Parameter zeigen charakteristische Wiederholungen der Synchronisationsbereiche. Die Synchronisationsbereiche liegt in direkter Nachbarschaft zu Bereichen der Antisynchronisation. Neben diesen Untersuchungen der Gesamtintensität werden umfangreiche Messung des optischen Leistungsspektrums beider Laser während der Synchronisation gezeigt. Diese Messungen enthüllen viele aktive longitudinale Lasermoden in beiden Lasern. Mit einem Monochromator ist es experimentell möglich, die einzelnen Modenintensitäten beider Laser zeitgleich aufzunehmen und auf Synchronisation zu untersuchen.Im numerischen Teil dieser Arbeit wird das bekannte Lang-Kobayashi-Modell geeignet erweitert, um die wenig beachtete LFJ-Dynamik simulieren zu können. Der übergang von Synchronisation zu Antisynchronisation stimmt in der numerischen Simulation sehr gut mit den experimentellen Daten überein. Dies gilt sowohl für die LFF- als auch für die LFJ-Dynamik. Die Modensynchronisation wird von diesem Modell ebenfalls gut wiedergegeben, auch im Bereich des Kohärenzkollapses.