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E-Book

Modellierung und Simulation des Halbleiterscheibenlasers

AutorThomas Kübler
VerlagHerbert Utz Verlag
Erscheinungsjahr2009
Seitenanzahl147 Seiten
ISBN9783831609185
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis27,99 EUR

Lasersysteme und deren Anwendungen sind aus dem heutigen Leben, ob im privaten, industriellen oder medizinischen Umfeld, nicht mehr wegzudenken. Infolge dieser breiten Anwendungsmöglichkeiten besteht der Wunsch nach kostengünstigen und effizienten Laserquellen mit guter Strahlqualität. Für Bereiche wie z.B. die Spektroskopie oder Projektionssysteme scheint der Halbleiterscheibenlaser ein geeignetes System zu sein.

Der Halbleiterscheibenlaser, als optisch angeregter Oberflächenemitter hat, gegenüber den herkömmlichen, über die Spacer gepumpten VECSEL den Vorteil, dass die Pumpstrahlung direkt in den Quantenfilmen absorbiert wird, wodurch sich der Wärmeeintrag in die aktive Zone infolge des deutlich reduzierten Quantendefekts verringern lässt. Dieser Vorteil wird mit einem höheren Aufwand bei Design und Prozessierung der Scheibe erkauft. Durch die deutliche Reduktion der Absorptionslängen sind auch für die Pumpstrahlung Resonanzeigenschaften zu berücksichtigen.

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Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis8
Symbole12
Extended Abstract18
1 Einleitung24
1.1 Anforderungen24
1.2 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit26
2 Das Konzept28
2.1 Optisch gepumpte Oberflächenemitter29
2.2 Halbleiterscheibenlaser33
3 Nulldimensionales Modell36
3.1 Modellansatz36
3.2 Gainfunktion39
3.3 Iso-Dichten40
3.4 Notwendige Erweiterungen41
4 Confinementfaktoren44
4.1 Definition der G-Faktoren44
4.2 Confinement von Oberflächenemittern45
5 Transfermatrixmethode54
5.1 Darstellung der Methode54
5.2 Rechts- und linkslaufendeWelle55
5.3 Die Transfermatrix55
5.4 Die Propagationsmatrix57
5.5 Die Anwendung57
5.6 Die Verwendung der Methode für den Halbleiterschei-benlaser58
6 Modelle60
6.1 Multimode - Nulldimensional60
6.2 Longitudinale Erweiterung61
6.3 Radiale Erweiterung66
6.4 Kombination der Erweiterungen73
7 Pumpmodell - Quantenfilmpumpen76
7.1 Vorbetrachtung76
7.2 Das Modell77
7.3 Das longitudinal aufgelöste Pumpmodell83
7.4 Radiale Auflösung des Pumpvorgangs84
7.5 Kombination der Erweiterungen85
7.6 Verknüpfung mit den Ratengleichungen86
7.7 Lösung der stationären Pumpmodellgleichung90
7.8 Transformationsverhalten des kp- Vektors95
8 Vergleich Simulation - Experiment100
8.1 Angepasstes Modell100
8.2 Experimenteller Aufbau Quantenfilmpumpen103
8.3 Diodengepumpt - longitudinal aufgelöst113
8.4 Ti:Al2O3-gepumpt - radial aufgelöst119
9 Zusammenfassung und Ausblick128
Literaturverzeichnis132
Abbildungsverzeichnis138
Danksagung140

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