Towards Self-Pumped Difference Frequency Generation in Bragg Reflection Waveguide Lasers
Notice bibliographique
Résumé
Bragg reflection waveguide lasers are demonstrated in the GaAs/AlGaAs material system for phase-matched frequency conversion through second order nonlinearities. Bragg waveguide design considerations such as modal propagation loss and far-field are studied. Effect of etch depth on propagation loss of 2D ridge Bragg lasers is assessed both theoretically and experimentally, and the underlying physics is examined. The results allow for design of functional Bragg lasers with minimal propagation loss. Far-field properties of Bragg lasers are also systematically investigated providing an analytical framework for the design of single-lobed far-field operation of devices for improved in- and out- coupling to integrated devices. An ebeam lithography process is developed for the fabrication of various laser configurations including ring and DFB lasers in a single-sided Bragg laser structure. This is the first time that the full fabrication of diode lasers based on ebeam lithography is developed in the TNFC cleanroom in University of Toronto. The fabricated lasers are tested for various characteristics such as laser performance, modal analysis, and nonlinear conversion. The mode selection mechanism in the single-sided structure is studied and based on the results an improved double-sided Bragg laser wafer design structure is proposed. The new wafer design is confirmed to emit only at the Bragg mode, which shows the efficacy of the applied methodology. A comprehensive study of difference frequency generation (DFG) is presented in double-sided ridge Bragg lasers. We report internal normalized nonlinear conversion efficiency of 1.84/W/cm2 in the structure, as a first time demonstration of DFG in active semiconductor devices. Tuning of phase-matching wavelength through thermal effects as well as current injection is documented. This study provides a clear roadmap to inform future device designs to realize self-pumped DFG, and to predict their performance when electrically injected. When fully optimized, milliwatt level output powers can be generated through nonlinear conversion using this platform, which is useful for various applications such as on-chip sensing. % Specifically, a surface Bragg grating was integrated with the Bragg lasers for light emission at the phase-matching wavelength and self-pumped DFG. Lastly, given that the current platform can allow for self-pumped nonlinear generation, an analysis of modulation properties of such semiconductor optical parametric oscillators was carried out and presented. To facilitate the analysis of dynamic properties, a novel model based on diode laser rate equations and nonlinear conversion is developed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».