نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه فیزیک، دانشکدة علوم، دانشگاه ارومیه، ارومیه

چکیده

در این مقاله، معادلات نرخ برای دیود لیزر تحت تزریق اپتیکی از نقطه نظر تحلیلی و عددی بررسی می‌شود. با تعیین شرایط هوف و روث-هورویتز، مرزهای پایداری سیستم لیزری مورد مطالعه قرار می‌گیرد. نمودارهای پایداری نسبت به نامیزانی بسامدی و شدت تزریقی برای مقادیر متفاوتی از ضریب پهن‌شدگی مورد بحث قرار گرفته است. همچنین، روابط بحرانی را برای نقاط هوفی به دست می‌آوریم که منجر به ایجاد ناپایداری در سیستم لیزری می‌شوند. همچنین نشان داده شده که روابط به دست آمده به چهار پارامتر بستگی دارند: شدت پرتو تزریقی، نامیزانی بسامدی، ضریب پهن شدگی و جریان پمپاژ شده به سیستم.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of the frequency detuning on the stability analysis in a ‎semiconductor laser subject to optical injection: Hopf and Routh-Horwitz ‎conditions

نویسندگان [English]

  • Kh Mabhouti
  • N Samadzadeh

‎ Physics Department, Faculty of Sciences, Urmia University, Urmia, Iran

چکیده [English]

In this paper, the rate equations for a laser diode subject to an optical injection are studied both ‎analytically and numerically. By determining the Hopf and Routh- Hurwitz conditions, the stability ‎boundaries of the laser system have been studied. The stability diagrams have been discussed in terms ‎of detuning and the injection rate for different values of the linewidth enhancement factor.‎‏ ‏Also, we ‎obtain critical relations for the Hopf points that lead to instability in the laser system. It has also ‎shown that obtained relations depend on four parameters: detuning, linewidth enhancement factor, ‎optical injection strength and pumping current‎.

کلیدواژه‌ها [English]

  • stability analysis
  • semiconductor laser
  • Hopf point
  • Routh-horwitz
  • frequency detuning
  • optical ‎injection
  1. S Wieczorek, B Krauskopf, D Lenstra, Optics Communications 172, 6 (1999)279 .
  2. F Mogensen, H Olesen, G Jacobsen, Electronics Letters 21, 16 (1985)696 .
  3. R Lang, IEEE Journal of Quantum Electronics 18, 6 (1982) 976 .
  4. S Kobayashi, T Kimura, IEEE Journal of Quantum Electronics 17, 5 (1981) 681 .
  5. M AlMulla, Optics Express 27. 12 (2019) 17283.
  6. J Ohtsubo, “Semiconductor lasers: stability, instability and chaos”, Springer (2012).
  7. L Weicker, T Erneux, D Wolfersberger, and M Sciamanna, Physical Review E 92, 2 (2015) 022906 .
  8. L Columbo and M Brambilla, Optics express 22, 9 (2014) 10105 .
  9. L Weicker, D Wolfersberger, and M Sciamanna, Physical Review E 98, 1 (2018) 012214 .

10. S Strogartz, “Nonlinear dynamics and chaos: with applications to Physics, Biology. Chemistry and Engineering”CRC press (1994).

11. N Erawaty and A Amir, Journal of Physics: Conference Series, IOP Publishing (2019).

12. S Osborne, A Amann, D Bitauld, and S OBrien, Physical Review E 85, 5 (2012) 056204 .

13. K Kanno, A Uchida, Physical Review E 86, 6 (2012) 066202 .

14. N Dokhane, G Puccioni, and G Lippi, Physical Review A 85, 4 (2012) 043823 .

15. S Osborne, A Amann, K Buckley, and G Ryan, Physical Review A 79, 2 (2009) 023834 .

16. J Tiana-Alsina and MC Torrent, OA Rosso, Physical Review A 82, 1 (2010) 013819 .

17. R Lang, K Kobayashi, IEEE journal of Quantum Electronics 16, 3 (1980) 347 .

18. P Alsing, V Kovanis, A Gavarielides, and T Erneux, Physical Review A 53, 6 (1996) 04429 .

19. T Erneux, V Kovanis, and A Gavrielides, Physical Review E 88, 3 (2013) 032907 .

20. M Eslahchi, M Dehghan, and S Ahmadi_Asl, Applied Mathematical Modelling 36, 8 (2012) 3387 .

21. X Wang, W Zhu, and  X Zhao, Journal of Applied Mechanics 86, 6 (2019) 061011 .

22. NA Andriyanov and YN Gavrilina. In CEUR Workshop Proceedings 2076 (2018) 19 .

23. B Wage, “Normal form computations for delay differential equations in DDE-Biftool”MS thesis (2014).

24. T Zhao, D Wang, and H Hong, Journal of Symbolic Computation 46, 8 (2011) 904 .

25. F Nazarimehr, and S Jafari, Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science 28, 7 (2018) 073102 .

26. M Sanaee and A Zarifkar, Optics Communications 353 (2015) 42.

 

 

تحت نظارت وف بومی