Doğrusal olmayan optoelektronik geribeslemeli lazer diyodun bağıl şiddet gürültü sistem teorisi

Relative intensity noise system theory of the laser diode with non-linear optical feedback

Özet

Sükunet halinde çalışan lazer diyottan çıkan kararsız veya dalgalı optik güç gürültüye neden olur. Bu gürültünün pek çok sebebi vardır. Bu çalışmada ise güç dalgalanmasından doğan gürültünün azaltılması için daha önce tasarımı yapılmış olan doğrusal olmayan optoelektronik geri beslemeli lazer diyot sistemi için RIN (Relative Intensity Noise, RIN) gürültü analizi yapılmıştır. Lazer diyot sistemi için, Volterra seri açınım metodu kullanılarak doğrusal olmayan optoelektronik geri beslemenin RIN’e olan etkisi araştırılmıştır. Analizde sistem yaklaşımı yapılmıştır. RIN analizi için Volterra operatörlerinden elde edilen küçük işaret transfer fonksiyonlarına bağlı olarak, her bir çekirdek (H1, H2, H3,...Hn) için teorik olarak RIN eşitlikleri doğrusal olmayan optoelektronik geri beslemeli lazer diyot sistemi için yeniden tanımlanmıştır. Bu tanımlamadan, Volterra birinci çekirdeğinin, RIN transfer fonksiyonu elde edilerek RIN’in çıkış genliği geri besleme sabiti (K), ve geri besleme gecikme zamanına (to) göre analizi yapılmıştır. Diğer iki çekirdek için teorik RIN eşitlikleri verilmiştir. Bu eşitliklerin daha sonra genelleştirilmiş bir ifadesi elde edilmiştir.

Abstract

When laser diodes are working at steady state, unstable or fluctuated optical power creates noise with in the system. There are different reasons for this noise. In this study, in order to make reduction in power fluctuated noise, relative intensity noise analysis (RIN) is realized with the previously developed system theory of the laser diode with non-linear optoelectronic feedback. Volterra series expansion is analyzed for this laser diode system in order to see the effect to RIN with in the system approach. RIN equalities are defined for each Kernel (H1, H2,H3,...Hn) from the small signal transfer functions that is obtained due to the Volterra operators. From this definition, RIN transfer function is obtained from the first Volterra Kernel due to the feedback constant (K) and feedback delay time (to). The remaining RIN equalities for other Volterra Kernels are given and generalized expressions are obtained for these equalities.