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Nonlinear Dynamics in Pulsed Semiconductor Lasers
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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). | |||
Ansprechpartner
- Prof. Dr. Kathy Lüdge (KL)
- Felix Köster (FK)
- Jan Hausen (JH)
- André Röhm (AR)
- Stefan Meinecke (SM)
Literatur zu den Vorträgen
| [DUB99] |
J. L. A. Dubbeldam, B. Krauskopf, D. Lenstra: Excitability and coherence resonance in lasers with saturable absorber Phys. Rev. E 60, 6580 (1999) | |
|
| [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, Cham, 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) | |
|
| [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 98, 043819 (2018) | |
|
| [MAR14c] |
M. Marconi, J. Javaloyes, S. Balle, M. Giudici: How Lasing Localized Structures Evolve out of Passive Mode Locking Phys. Rev. Lett. 112, 223901 (2014) | |
|
| [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) | |
|
| [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) | |
|
| [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) | |
|
| [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) | |
|
| [TAR98a] |
G. H. M. Tartwijk, G. P. Agrawal: Laser instabilities: a modern perspective Prog. Quantum Electron. 22, 43 (1998) | |
|
| [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) | |
|
| [MOL84] |
L. F. Mollenauer, R. H. Stolen: The soliton laser Opt. Lett. 9, 13 (1984) | |
|
| [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) | ||
|
| [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) |