تفاصيل الوثيقة

نوع الوثيقة : رسالة جامعية 
عنوان الوثيقة :
دراسات نظرية عن الكسب غير الخطي والضجيج لليزرات أشباه الموصلات ذات المركبات الرباعية
Theoretical Studies on Nonlinear Gain and Noise of Quaternary III-V Semiconductor Lasers
 
الموضوع : كلية العلوم 
لغة الوثيقة : العربية 
المستخلص : يحظى ليزر أشباه الموصلات الرباعي باهتمام كبير نظرًا لإمكانية استخدامه في أنظمة اتصالات الألياف الضوئية. الخصائص الديناميكية لهذه الليزرات يتم التحكم بها عن طريق الكسب البصري كما تتأثر أيضا بالضجيج. تعد حسابات الكسب والضجيج من خلال ضبط طاقة فجوة النطاق ضرورية للتحكم في أداء ليزر أشباه الموصلات الرباعية وتحسينه. يعتبر كل من الكسب والضجيج خواص غير خطية ، وحساباتهم تتطلب اجراءات نظرية صعبه و معقده لوصف تفاعل المجال الكهرومغناطيسي مع المادة النشطة. تقدم هذه الأطروحة نمذجة نظرية لكل من الكسب غير الخطي والضجيج لليزر أشباه الموصلات الرباعية ، بهدف تطوير معادلات تجريبية تساعد في حساب خواص الكسب والضجيج كدوال لطاقة فجوة النطاق باستخدام الآلات الحاسبة البسيطة. أولاً ، تم تقديم نمذجة الإشارة الصغيرة لكل من ضجيج الكثافة النسبية (RIN) وضجيج التردد (FN) بالإضافة إلى عرض الخط المرتبط واعتمادها على صيغة الكسب. تم استخدام ثلاث صيغ شائعة للكسب البصري بما في ذلك قمع الكسب. تم توضيح تأثير قمع الكسب على خصائص التردد لأطياف RIN و FN وكذلك على معدل التخميد وتردد تذبذبات الاسترخاء. شوهدت اختلافات في مستويات RIN و FN في نظام تردد الرنين مع تغيير شكل الكسب البصري بسبب التباين في معدل التخميد وتردد الرنين. كانت التفاوتات في التنبؤ بكل من مستويات RIN و FN بسبب أشكال الكسب هذه 1٪ و 14٪ على التوالي ، وهو ما يتوافق مع تفاوت عرض الخط 21.6٪ عند تردد منخفض قدره 10 ميجاهرتز ، بينما كانت 39٪ و 21.6٪ عند ترددالاسترخاء. في الجزء الثاني ، تم تقديم نمذجة الكسب الخطي وغير الخطي بناءً على نهج الاضطراب الثالث المعدل الذي يأخذ في الاعتبار التحولات الإلكترونية بين نطاق التوصيل وكلا نطاقات الفجوات الثقيلة و الخفيفة للطبقة النشطة. تم تطبيق النموذج المقترح على الليزر In1-xGaxAsyP1-y/InP و In1-x-yGaxAlyAs/InP. أظهرت النتائج أن معاملات الكسب الخطي و غير الخطي تنخفض مع زيادة طاقة فجوة النطاق لكلا الليزرين. كما تم العثور على أن معاملات الكسب الخطية وغير الخطية أعلى لليزر In1-xGaxAsyP1-y/InP وكثافة الناقل الشفاف أقل من تلك الموجودة في In1-x-yGaxAlyAs/ InP. تم استخدام النتائج التي تم الحصول عليها لخصائص الكسب للنهج المعقد لتطوير معادلات تجريبية مبسطة تعمل في طاقة فجوة النطاق للمركبات الرباعية. ثم تم استخدام هذه العلاقات المبسطة في نموذج معادلة المعدل الذي يصف ديناميكيات الليزر لمحاكاة الخصائص الطيفية لضجيج الكثافة النسبية (RIN) كدالة لطاقة فجوة النطاق على النطاقات ذات الصلة. تم إثبات أن مستويات RIN تزداد مع زيادة طاقة فجوة النطاق حول تردد الاسترخاء لليزر الذي يتحول إلى ترددات أقل. يكون مستوى RIN عند التردد المنخفض متماثلًا تقريبًا في كلا الليزرين ، بينما يكون مستوى RIN في In1-x-yGaxAlyAs/ InP أقل بمقدار واحد عند التردد العالي. بالإضافة إلى المعادلات الملائمة لخصائص الكسب من حيث طاقة فجوة النطاق ، تم استخدام محاكاة أطياف الضجيج لإدخال معادلات ملائمة لمستويات RIN حول تردد الاسترخاء وفي نظام الترددات المنخفضة. تمكن النتائج التي تم الحصول عليها من هذه الدراسة من حسابات الخصائص الطيفية المعقدة للكسب والضجيج الخطية وغير الخطية من خلال حسابات بسيطة. لذلك ، تضيف هذه الأطروحة إلى نظرية ليزر أشباه الموصلات وتساعد على تبسيط تطبيقه لمحاكاة أداء أنظمة التطبيقات ذات الصلة. 
المشرف : أ.د. مصطفى فرغل أحمد 
نوع الرسالة : رسالة دكتوراه 
سنة النشر : 1444 هـ
2023 م 
تاريخ الاضافة على الموقع : Wednesday, August 16, 2023 

الباحثون

اسم الباحث (عربي)اسم الباحث (انجليزي)نوع الباحثالمرتبة العلميةالبريد الالكتروني
ريم عائض العتيبيAlotaibi, Reem Ayedhباحثدكتوراه 

الملفات

اسم الملفالنوعالوصف
 49298.pdf pdf 

الرجوع إلى صفحة الأبحاث