التأثير الحراري على عدد الأنماط داخل تجويف ليزر أشباه الموصلات

الملخص

    يركز هذا العمل التجريبي على تأثير تغير درجة الحرارة على بنية النمط الطولي في تجويف ليزر أشباه الموصلات صمام ليزر Mitsubishi ML725B45F ذو التغذية الراجعة الموزعة DFB وسط  فعال من InGaAsP، قدرة خرج 5 ميلي واط، خرج ألياف أحادي النمط. تم قياس أطياف الانبعاث لفترات حرارية مقدارها 2 درجة مئوية، من 12 درجة مئوية إلى 26 درجة مئوية (8 أطياف فردية ، باستخدام مطياف Omni-λ7508 بدقة 0.03 نانومتر) في وضع التشغيل المستمر بتيار حقن ثابت قدره 4 أمبير، من وحدة تحكم في درجة الحرارة ILX Lightwave LDT-5525 استقرار ±0.004 درجة مئوية. أظهر الطول الموجي المركزي للانبعاث انزياحًا أحمرًا مطردًا من 1304 نانومتر عند 12 درجة مئوية إلى 1310 نانومتر عند 26 درجة مئوية، بمعامل طول موجي حراري يبلغ حوالي 0.5 نانومتر/درجة مئوية. أشار التحليل الكمي للبيانات الطيفية إلى نمط منتظم. انخفض عدد الأنماط الطولية المدعومة من 5 أنماط عند 12 درجة مئوية إلى نمطين عند 26 درجة مئوية، بينما ارتفعت نسبة كبح النمط الجانبي SMSR من 18 ديسيبل إلى 32 ديسيبل ضمن نفس نطاق درجة الحرارة، مما يشير إلى نقاء أفضل للنمط الأحادي عند درجات الحرارة المرتفعة. وتتمثل النتيجة الكمية الرئيسية في أن زيادة درجة حرارة التشغيل من 12 درجة مئوية إلى 26 درجة مئوية تُقلل عدد الأنماط الطولية بنسبة 60% (من 5 إلى نمطين) وتزيد نسبة كبح النمط الجانبي بمقدار 14 ديسيبل، مما يُظهر أن درجات الحرارة المرتفعة تُفضل التشغيل أحادي النمط من خلال تغيير معامل الانكسار، وملف تعريف الكسب البصري، وطول التجويف نتيجة لتأثيرات درجة الحرارة. وتُبين النتائج أن التحكم الحراري الدقيق بمقدار ±0.004 درجة مئوية ضروري لأشعة الليزر شبه الموصلة ذات التغذية المرتدة الموزعة DFBللحفاظ على أدائها المستقر عالي النقاء الطيفي، وأن أفضل تشغيل أحادي النمط يتحقق عند درجات حرارة تقارب 26 درجة مئوية في ظل الظروف المدروسة.