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TU Berlin

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Nonlinear Dynamics in Pulsed Semiconductor Lasers

Lupe

Prof. Dr. K. Lüdge

Zeit: Mittwoch 14:15
Raum: EW 733
Begin: 17.10.2018

Das Seminar gibt Einblicke in die aktuelle Forschung der Arbeitsgruppe "Nichtlineare Laserdynamik". Es ist für Studierende, die Interesse an einer Master- oder Bachelorarbeit in diesem Themenbereich haben, besonders zu empfehlen. Studierende, die einen Seminarschein erlangen wollen, sind bei uns herzlich willkommen.

In diesem Semester steht die Kontrolle und Anwendung von pulsenden Lasern im Mittelpunkt. Durch ihre stark nichtlinearen Eigenschaften spielen Laser einerseits eine entscheidende Rolle als Modell-Systeme für das Gebiet der nichtlinearen Dynamik. Andererseits sind sie als vielseitig einsetzbare kontrollierbare Bauelemente in der optischen Datenübertragung zu finden. Betrachtet man den Laser nicht als einzelnes System, sondern z.B. mit optischer Rückkopplung oder optischer Injektion, ergeben sich vielfältige komplexe Phänomene, die bereits ihren Weg in industrielle Anwendungen gefunden haben, z.B. Erzeugung kurzer Pulse durch Modenkopplung oder Stabilisierung von Laserlicht durch optische Injektion.

Der Besuch der Veranstaltung (mit Vortrag und Ausarbeitung) entspricht 5 ECTS Punkten.

Zeitlicher Ablauf

Datum
Titel
Vortragender
Betreuer
17.10.

Vorbesprechung und Einführung
K. Lüdge
24.10.

Einführung Laserdynamik (Folien)
F. Köster
1.11.

Physikalisches Kolloquium: A Dual-Comb MIXSEL Enables Dual-Comb Spectroscopy with one Unstabilized Semiconductor Laser
Prof. Ursula Keller
07.11.

Q-Switched Lasers – Yamada Model [DUB99, DUB99a, ERN00c]
Gada Hweidi
KL
14.11.

Q-Switched Lasers with Optical Feedback [KRA11, TER17b]
SM
21.11.

Semiconductor Mode-Locked Lasers [VLA05, VLA11, JAU17a]
Jakob Eberhardt
SM
28.11.

Mode-Locked Lasers with Optical Feedback[OTT12a, JAU17]
Zoi Kourkouraidou
AR
05.12.
Q-Switched Laser – Model Comparison [TER18]
KL
12.12
Generation and Control of Localized Pulses [MAR14c, MAR15b, CAM16]
Dai Dinghe
AR
19.12
Dynamics of Temporally Localized Structures [SCH18e, SCH17e]
Marcella Maggraf
JH

09.01
Solitons in Optical Devices [TAR98a, MOL80,MOL84]
Dominik Ehlert
AR
16.01

Applications of Pulsed Lasers [COD16, LUN18]
Lena Hansen
SM
23.01
Pulse Clusters in V-Shaped SESAM Mode-Locked VECSELs [HAU18]
JH
30.01
Excitability in Optically Injected Lasers [WIE02, KEL09, GAR15]
Melissa Skarmeta
FK
Die öffentliche Einteilung der Themen findet am 17. Oktober 2018 statt. Vortragsthemen können auch schon vor Beginn der Veranstaltung vergeben werden (bitte dafür an einen Ansprechpartner wenden).

Literatur zu den Vorträgen

URL
[DUB99] J. L. A. Dubbeldam, B. Krauskopf, D. Lenstra:
Excitability and coherence resonance in lasers with saturable absorber
Phys. Rev. E 60, 6580 (1999)
DOI
[DUB99a] J. L. A. Dubbeldam, B. Krauskopf:
Self-pulsations of lasers with saturable absorber: dynamics and bifurcations
Opt. Commun. 159, 325 (1999)
[ERN00c] T. Erneux, P. Peterson, A. Gavrielides:
The pulse shape of a passively Q-switched microchip laser
Eur. Phys. J. D 10, 423 (2000)
[TER17b] S. Terrien, B. Krauskopf, N. G. R. Broderick, L. Andr\'eoli, F. Selmi, R. Braive, G. Beaudoin, I. Sagnes, S. Barbay:
Asymmetric noise sensitivity of pulse trains in an excitable microlaser with delayed optical feedback
Phys. Rev. A 96, (2017)
[VLA11] A. G. Vladimirov, D. Rachinskii, M. Wolfrum:
Modeling of passively mode-locked semiconductor lasers
in Nonlinear Laser Dynamics - From Quantum Dots to Cryptography, edited by K. Lüdge (Wiley-VCH , Weinheim, 2011)
[JAU17a] L. C. Jaurigue:
Passively Mode-Locked Semiconductor Lasers: Dynamics and Stochastic Properties in the Presence of Optical Feedback
(Springer, 2017)
[OTT12a] C. Otto, K. Lüdge, A. G. Vladimirov, M. Wolfrum, E. Schöll:
Delay induced dynamics and jitter reduction of passively mode-locked semiconductor laser subject to optical feedback
New J. Phys. 14, 113033 (2012)
URL
[JAU17] L. C. Jaurigue, B. Krauskopf, K. Lüdge:
Multipulse dynamics of a passively mode-locked semiconductor laser with delayed optical feedback
Chaos 27, 114301 (2017)
[TER18] S. Terrien, B. Krauskopf, N. G. R. Broderick, L. C. Jaurigue, K. Lüdge:
Q-switched pulsing lasers subject to delayed feedback: A model comparison
Phys. Rev. A accepted, (2018)
[MAR14c] M. Marconi, J. Javaloyes, S. Balle, M. Giudici:
How Lasing Localized Structures Evolve out of Passive Mode Locking
Phys. Rev. Lett. 112, (2014)
DOI
[MAR15b] M. Marconi, J. Javaloyes, P. Camelin, D. C. González, S. Balle, M. Giudici:
Control and Generation of Localized Pulses in Passively Mode-Locked Semiconductor Lasers
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 21, 30 (2015)
DOI
[CAM16] P. Camelin, J. Javaloyes, M. Marconi, M. Giudici:
Electrical addressing and temporal tweezing of localized pulses in passively-mode-locked semiconductor lasers
Phys. Rev. A 94, 063854 (2016)
DOI
[SCH18e] C. Schelte, J. Javaloyes, S. V. Gurevich:
Dynamics of temporally localized states in passively mode-locked semiconductor lasers
Phys. Rev. A 97, 053820 (2018)
DOI
[SCH17e] C. Schelte, K. Panajotov, M. Tlidi, S. V. Gurevich:
Bifurcation structure of cavity soliton dynamics in a vertical-cavity surface-emitting laser with a saturable absorber and time-delayed feedback
Phys. Rev. A 96, 023807 (2017)
DOI
[TAR98a] G. H. M. Tartwijk, G. P. Agrawal:
Laser instabilities: a modern perspective
Prog. Quantum Electron. 22, 43 (1998)
DOI
[MOL80] L. F. Mollenauer, R. H. Stolen, J. P. Gordon:
Experimental Observation of Picosecond Pulse Narrowing and Solitons in Optical Fibers
Phys. Rev. Lett. 45, 1095 (1980)
DOI
[MOL84] L. F. Mollenauer, R. H. Stolen:
The soliton laser
Opt. Lett. 9, 13 (1984)
DOI
[COD16] I. Coddington, N. Newbury, W. Swann:
Dual-comb spectroscopy
Optica 3, 414 (2016)
[LUN18] L. Lundberg, M. Karlsson, A. Lorences-Riesgo, M. Mazur, V. Torres-Company, J. Schröder, P. A. Andrekson:
Frequency Comb-Based WDM Transmission Systems Enabling Joint Signal Processing
Appl. Sci. 8, 718 (2018)
URL
[WIE02] S. Wieczorek, B. Krauskopf, D. Lenstra:
Multipulse excitability in a semiconductor laser with optical injection
Phys. Rev. Lett. 88, 063901 (2002)
[KEL09] B. Kelleher, D. Goulding, S. P. Hegarty, G. Huyet, D.-Y. Cong, A. Martinez, A. Lema\^\itre, A. Ramdane, M. Fischer, F. Gerschütz, J. Koeth:
Excitable phase slips in an injection-locked single-mode quantum-dot laser
Opt. Lett. 34, 440 (2009)
[GAR15] B. Garbin, J. Javaloyes, G. Tissoni, S. Barland:
Topological solitons as addressable phase bits in a driven laser
Nat. Commun. 6, 5915 (2015)

Zusatzinformationen / Extras

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