Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Subwavelength high contrast gratings as optical sensing elements

Marciniak M., Gębski M., Dems M., Czyszanowski T.

Scientific Bulletin. Physics / Lodz University of Technology

|

2017

|

Vol. 38

61--70

EN

Subwavelength high contrast gratings (HCG) can be used as high reflective mirrors and can be used as mirrors of vertical-cavity surface-emitting lasers. HCG mirrors can be designed in such a way that they are extremely sensitive to environmental changes - changes in the refractive index of ambient substance or changes in the absorption coefficient may cause changes in mirror reflectivity. This phenomenon can be used to detect liquids and gases. In this paper we present analysis of HCG properties. We consider the various HCG mirror designs and the possibilities of detecting gases and liquids.

PL

Zwierciadła HCG to podfalowe siatki dyfrakcyjne wykonane z materiału o wysokim współczynniku załamania światła. Mogą one zostać wykorzystane jako zwierciadła o wysokiej odbijalności w laserach typu VCSEL. Zwierciadła HCG można zaprojektować w taki sposób, że będą wyjątkowo czułe na zmiany współczynnika załamania światła lub współczynnika absorpcji w otoczeniu zwierciadła. Zmiana tych parametrów powoduje zmianę odbijalności zwierciadła HCG. Zjawisko to może być wykorzystane w sensorach optycznych. W niniejszej pracy prezentujemy analizę właściwości zwierciadeł HCG. Rozważamy różne struktury zwierciadeł HCG i pokazujemy, że mogą być one wykorzystane do detekcji gazów i cieczy.

2

Comparison of methods for simulation of the optical properties of VCSELs

Więckowska M., Dems M., Czyszanowski T.

Scientific Bulletin. Physics / Lodz University of Technology

|

2017

|

Vol. 38

71--80

EN

This paper presents the differences arising from the use of scalar (Effective Frequency Method) and vector (Fourier’s and Bessel’s Admittance Methods) calculation methods in optical analysis of arsenide Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (VCSELs). Discussed results demonstrate that the vector methods are more accurate than the scalar one, but also they are more time consuming. By comparing two vector methods, it can be seen that the Bessel’s Admittance Method allows to obtain similar qualitatively and quantitatively results in a slightly shorter time. The calculations were performed for structures with varied aperture radius and its location in the resonant cavity. Moreover, this paper includes the comparison of calculation results for a structure in which there are layers with gradually changing refractive index, and the structure in which these layers are replaced by a layer with a constant average refractive index.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki obliczeń propagacji emitowanej fali elektromagnetycznej (jej długości i czasu życia fotonów) dla arsenkowego lasera typu VCSEL. Celem pracy jest przedstawienie różnic płynących z zastosowania skalarnych i wektorowych metod obliczeniowych. Omówione wyniki pokazują, iż metody wektorowe są dużo dokładniejsze od metody skalarnej, ale jednocześnie bardziej czasochłonne. Obliczenia przeprowadzono dla struktur różniących się wartością średnicy apertury oraz jej położeniem wzdłuż wnęki rezonansowej. Ponadto metodą skalarną wykonano obliczenia dla struktury, w której występują warstwy o gradientowo zmieniającym się współczynniku załamania, oraz dla struktury, w której warstwy te zastąpiono warstwą pośrednią o stałym współczynniku załamania. Celem pracy jest również pokazanie różnic w wynikach otrzymanych dla powyższych przypadków.

3

VCSEL structures used to suppress higher-order transverse modes

Nakwaski W.

Opto-Electronics Review

|

2011

|

Vol. 19, No. 1

119-129

EN

Currently unwanted excitation of higher-order transverse modes is the most serious drawback of vertical-cavity surface-emitting diode lasers (VCSELs) limiting their possible applications. In the present paper, various methods used to suppress those modes are described and their effectiveness is compared. It is well known that, because of a nearly uniform current injection into their active regions, small-aperture VCSELs without any modification offer quite high single-fundamental-mode (SFM) output. However, their series resistance is often too high, which aggravates their high-modulation performance. Similarly uniform current injection may be also achieved with the aid of a tunnelling junction. Generally, methods suppressing higher-order modes take advantage of higher optical gain within the central part of the active region, higher radiation losses outside this region and/or higher central mirror reflectivity. Currently, applications of a tunnel junction, an impurity-induced disordering or an inverted shallow surface relief seem to be the simplest and the most effective methods. The deep etched holey structure or the ARROW structure enable obtaining similar single-mode output powers but they may be used in special cases only because of their complex technology. Photonic crystals may probably enable more advanced mechanisms of suppressing higher-order modes in future because currently their application seems to be still far from being optimised.

4

Comparative analysis of methods used to sup-press higher-order transverse modes in vertical-cavity surface-emitting diode lasers

Nakwasaki W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 10

138-141

EN

Various methods used to suppress higher-order transverse modes in VCSELs are described and their effectiveness is compared. Small-aperture devices without any modification offer guite high single-mode output but their series resistance is often too high. Currently an application of inverted shallow surface relief seems to be the simplest and the most effective method. The deep etched holey structure or the ARROW structure enable obtaining slightly higher single-mode output powers but they may be used in special cases only because of their complex technology. Photonic crystals may probably enable more advance mechanisms of suppressing higher-order modes in future.

PL

W pracy opisano i porównano skuteczność różnych metod tłumienia poprzecznych modów wyższych rzędów w laserach VCSEL. Przyrządy z małymi obszarami czynnymi oferują całkiem wydajną emisję promieniowania jednomodowego, ale ich oporność szerega jest często zbyt wysoka. Aktualnie najbardziej efektywną wydaje się prosta metoda odwrotnego płytkiego trawienia (inverted shallow surface relief) powierzchni zwierciadeł laserów. Struktury ze skomplikowanym układem głębokich otworów (deep etched holey) oraz typu ARROW (Antiresonant-Reflecting Optical Waveguide) umożliwiają otrzymanie nieco wyższych mocy promieniowania skupionego w modzie podstawowym, ale mogą być stosowane jedynie w specjalnych przypadkach z uwagi na niezwykle skomplikowaną technologię. Kryształy fotoniczne umożliwią prawdopodobnie w przyszłości stosowanie bardziej zaawansowanych metod tłumienia modów wyższych rzędów.

5

Light polarization fingerprints on nonlinear dynamics of vertical-cavity surface-emitting lasers

Panajotov K., Sciamanna M., Gatare I., Arizaleta Arteaga M., Thienpont H.

Opto-Electronics Review

|

2008

|

Vol. 16, No. 4

337-346

EN

In this paper we summarize the recent results on nonlinear dynamics of vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) which are bearing the fingerprints of the particular polarization properties of VCSELs. Due to the surface emission and cylindrical symmetry, VCSELs lack strong polarization anisotropy and may undergo polarization switching and polarization mode-hopping. This provides new specificities to the rich nonlinear dynamics induced in VCSELs by an external perturbation. We unveil both experimentally and theoretically these new specificities for the case of optical feedback, optical injection, and unidirectional synchronization between VCSELs.