Spatio-temporal structures and their control in vertical-cavity surface-emitting lasers.

• Applicant: Professor Dr. Wulfhard Lange, since 4/2005
• Subject Area: Optics, Quantum Optics and Physics of Atoms, Molecules and Plasmas
• Term: from 2001 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5304953

Großflächige oberflächenemittierende Halbleiterlaser (VCSEL) sind anwendungsrelevante Hochleistungsbauelemente, die ein komplexes Verhalten zeigen, an dem räumliche, zeitliche und Polarisationsfreiheitsgrade beteiligt sind. Ziel des Projektes ist eine Analyse dieser Phänomene unter Gesichtspunkten der nichtlinearen Dynamik und die Demonstration der Relevanz von Selbstorganisationsprozessen. Dazu werden die Eigenschaften der VCSEL in wichtigen Betriebssituationen (freilaufender Laser, Laser mit Rückkopplung und Laser mit Injektion eines äußeren Feldes) charakterisiert und die Ergebnisse aus den verschiedenen Experimenten zusammengeführt, um ein möglichst umfassendes Bild der raumzeitlichen Strukturen zu erhalten und die bei ihrer Entstehung entscheidenden Mechanismen unter Berücksichtigung der in realen Bauelementen vorhandenen Randbedingungen zu identifizieren. Die Verbindungen zu Selbstorganisationsprozessen in allgemeineren Lasermodellen und musterbildenden Systemen im allgemeinen sowie die Möglichkeit neuartiger dissipativer Strukturen und Wellen werden untersucht. Kontrollmöglichkeiten für die Strukturbildung werden aufgezeigt, die sowohl eine Stabilisiserung bestimmter Lasermoden als auch eine Pixelierung der Laserapertur mit weitgehend wählbaren Eigenschaften umfassen.

• DFG Programme: Research Grants
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Thorsten Ackemann, until 4/2005