Orientador: Frederico Dias Nunes

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Neste trabalho estudamos teoricamente o guiamento da luz em um laser de semicondutor (de heteroestrutura dupla e geometria de faixa), analisando principalmente o guia de ondas na direção transversal paralela à camada ativa. Nesta direção usamos a forma funcional sech2 (y/y¿), para descrever...

Resumo: Neste trabalho estudamos teoricamente o guiamento da luz em um laser de semicondutor (de heteroestrutura dupla e geometria de faixa), analisando principalmente o guia de ondas na direção transversal paralela à camada ativa. Nesta direção usamos a forma funcional sech2 (y/y¿), para descrever a variação espacial da parte real e imaginária do índice de refração complexo, na região ativa e camadas adjacentes. Com o modelo proposto, obtivemos soluções analíticas para a equação de onda do guia. Estas soluções dão a distribuição espacial de intensidade de luz nos espelhos, chamada distribuição em Campo Próximo. A distribuição em Campo Afastado é obtida numericamente do Campo próximo, através da Transformada de Fourier. Com este modelo é possível analisar dois mecanismos importantes que concorrem para o guiamento da luz: o guiamento real e o guiamento por amplificação diferencial. Estudamos as conseqüências destes processos de guiamento sobre as distribuições em campo próximo e campo afastado. Em particular, estudamos o comportamento do modo fundamental em função da corrente de injeção e da energia do fóton. Para isto usamos distribuições auto-consistentes de portadores e temperatura

Abstract: In this work we have theoretically studied the waveguiding of the light in a semiconductor laser (of double-heterostructure and strip geometry) by mainly analyzing the waveguide formation on the parallel transverse direction, along the active layer. In this direction we have used the...

Abstract: In this work we have theoretically studied the waveguiding of the light in a semiconductor laser (of double-heterostructure and strip geometry) by mainly analyzing the waveguide formation on the parallel transverse direction, along the active layer. In this direction we have used the functional form as sech2 (y/y'), for describing the space variation of real and imaginary parts of the complex refractive index, in the active region and adjacents layers. We obtained analytical solutions for the wave equation of the guide in the proposed model. These solutions give the Near Field patterns. Far Field patterns are numerically obtained through Fourier Transform of Near Field pattern. In this treatment of laser waveguide problem, it is possible to analyze both the important mechanism of the guidance of the light, i.e., the real waveguiding and the waveguiding by the differential amplification. Further we have studied the consequences of these waveguiding process on Near Field and Far Field patterns. In particular we have studied the behavior of the fundamental mode as function of current injection and photon energy. For this purpose we have used self-consistent distribution of carriers and temperature