Estudio de Coherencia de los diodos láser HL63163DG y HL6312G, al variar sus condiciones de operación

Abstract

Se estudiaron las propiedades de coherencia temporal de los diodos láser de doble heteroestructura, referencias HL63163DG marca Oclaro y HL6312G marca Hitachi, que pueden presentar emisión láser estable. Mediante este estudio se determinaron los rangos de corriente y temperatura donde se presenta emisión coherente o mono-modo longitudinal y su respectiva longitud de coherencia. Los diodos se caracterizaron también en potencia y longitud de onda. Se presentan aquí observaciones que permiten establecer si los diodos láser semiconductores, con los que se realizó el presente estudio, pueden producir emisiones coherentes temporalmente con longitudes de coherencia similares a las de los láseres de Helio-Neón (HeNe), que son usados normalmente en aplicaciones de holografía e interferometría. Se utilizaron controladores de corriente y temperatura para buscar dichas condiciones de emisión láser, así como un Interferómetro Fabry-Pérot de Escaneo (Scanning Fabry Perot Interferometer SFPI) para monitorear su coherencia temporal, midiendo el ancho de línea espectral del pico de emisión de cada espectro; a través de esta medición selogró determinar la longitud de coherencia en cada par ordenado de valores de corriente y temperatura para diferentes rangos de operación. Para la variación de los parámetros de corriente y temperatura y el registro de los espectros del SFPI se diseñó e implementó un sistema de automatización que registro aproximadamente 20.000 espectros obtenidos por cada rango de registro, y el software necesario para su procesamiento y análisis.

Abstract. The temporal coherence properties of the double-heterostructure laser diodes HL63163DG by Oclaro and HL6312G by Hitachi were studied, these diodes are available in the market and, according to their specifications they have adequate operating ranges where they can present stable laser emission. Through this study the ranges of current and temperature where the diodes present coherent emission or longitudinal single-mode were determinated, as well as their respective coherence length. The diodes were characterized in power, wavelength and coherence length. Observations are presented to determinate if these semiconductor laser diodes can produce temporally-coherent emissions with a similar coherence length as the Helium-Neon (HeNe) lasers, that are normally used in holography and interferometry applications. Temperature and current controllers were used to search for those conditions of laser emission, as well as a Scanning Fabry-Perót Interferometer SFPI to monitor the temporal coherence by measuring the Full Width at Half Maximum (FWHM) of the peak of emission for each spectrum, through this measurement it was possible to determinate the coherence length in each ordered pair of current and temperature for several operating ranges. An automatization system was designed and implemented for the variation of current and temperature parameters and the register of the near to 20.000 spectrums generated by the SFPI and obtained from both diodes, as well as the software for processing and analyzing the data