Analyse optischer Heterodynsignale zur dynamischen Charakterisierung von Diodenlasern
type: CreativeWork
description: Die stetige Degradation von Halbleiterlasern, speziell bei Bleichalkogenidlasern, erfordert in spektroskopischen Systemen eine regelmäßige Überwachung typischer Eigenschaften wie Abstimmcharakteristik und Linienbreite. Im Hinblick auf einen möglichst hohen Automatisierungsgrad wird langfristig eine Online-Analysemethode zur Überwachung notwendig sein. Die üblicherweise verwendete Methode, den Laserarbeitspunkt über zugrunde liegende Modenkarten einzustellen, hat den gravierenden Nachteil, dass solche Modenkarten in der Regel nicht unter dynamischen Modulationsbedingungen vermessen wurden. Gerade im dynamischen Fall sind diese Karten empfindlich abhängig gegenüber Veränderungen durch Zyklieren und Degradieren des Lasers. Etalons (Etalonsignale) sind bezüglich der Abstimmcharakteristik nicht zuverlässig genug und von daher für eine wünschenswerte Automatisierung nicht ausreichen. Modensprünge oder schwache Rückkopplungseffekte lassen sich im Interferogramm nicht ohne weiteres identifiziert. Eine erweiterte Analyse der Störungen dieser Interferogramme im Zeit-Frequenzbereich mittels einer AOK(Adaptive Optimal Kernel)-Transformation erwies sich speziell bei Signalen mit wenigen Perioden als deutlich aussagekräftiger. Mittels optischer Homodynmischung wurde die Linienbreite von Bleichalkogenidlasern ermittelt. Bei inkohärenter Überlagerung entspricht die spektrale Verteilung der Mischung der Faltung der ursprünglichen Verteilung mit sich selbst. Der Laser wird dabei nicht abgestimmt, die optische Laufzeitverzögerung wurde mittels integrierter White-Zelle realisiert. Es wurde beobachtet, dass je nach Grad des Rauschens des Injektionsstroms, das Linienbreitenprofil von Lorentz nach Gauß überging. Mit einem externen CO2-Laser als lokalen Oszillator wurden Heterodynmessungen durchgeführt. Die Linienbreite eines CO2-Lasers ist mit wenigen kHz im Vergleich zu derjenigen eines Bleichalkogenidlasers vernachlässigbar und die Überlagerung erfolgt absolut inkohärent. Gemessen wurde…
abstract: Die stetige Degradation von Halbleiterlasern, speziell bei Bleichalkogenidlasern, erfordert in spektroskopischen Systemen eine regelmäßige Überwachung typischer Eigenschaften wie Abstimmcharakteristik und Linienbreite. Im Hinblick auf einen möglichst hohen Automatisierungsgrad wird langfristig eine Online-Analysemethode zur Überwachung notwendig sein. Die üblicherweise verwendete Methode, den Laserarbeitspunkt über zugrunde liegende Modenkarten einzustellen, hat den gravierenden Nachteil, dass solche Modenkarten in der Regel nicht unter dynamischen Modulationsbedingungen vermessen wurden. Gerade im dynamischen Fall sind diese Karten empfindlich abhängig gegenüber Veränderungen durch Zyklieren und Degradieren des Lasers. Etalons (Etalonsignale) sind bezüglich der Abstimmcharakteristik nicht zuverlässig genug und von daher für eine wünschenswerte Automatisierung nicht ausreichen. Modensprünge oder schwache Rückkopplungseffekte lassen sich im Interferogramm nicht ohne weiteres identifiziert. Eine erweiterte Analyse der Störungen dieser Interferogramme im Zeit-Frequenzbereich mittels einer AOK(Adaptive Optimal Kernel)-Transformation erwies sich speziell bei Signalen mit wenigen Perioden als deutlich aussagekräftiger. Mittels optischer Homodynmischung wurde die Linienbreite von Bleichalkogenidlasern ermittelt. Bei inkohärenter Überlagerung entspricht die spektrale Verteilung der Mischung der Faltung der ursprünglichen Verteilung mit sich selbst. Der Laser wird dabei nicht abgestimmt, die optische Laufzeitverzögerung wurde mittels integrierter White-Zelle realisiert. Es wurde beobachtet, dass je nach Grad des Rauschens des Injektionsstroms, das Linienbreitenprofil von Lorentz nach Gauß überging. Mit einem externen CO2-Laser als lokalen Oszillator wurden Heterodynmessungen durchgeführt. Die Linienbreite eines CO2-Lasers ist mit wenigen kHz im Vergleich zu derjenigen eines Bleichalkogenidlasers vernachlässigbar und die Überlagerung erfolgt absolut inkohärent. Gemessen wurde…
author: Brunner, Raimund
keywords: Halbleiterlaser, Heterodyn, Abstimmung, Linienbereite, Zeitfrequenzanalyse, semiconductor laser, heterodyne mixing, laser tuning, linewidth, time frequency analysis
date published: 2006-01-27
date modified: 2026-07-24T06:11:49Z
provider: Universität Wüzburg
publisher: Networked Digital Library of Theses and Dissertations
type: WebPage
source organization: Universität Würzburg