Автодинный эффект в полупроводниковых лазерах в условиях токовой модуляции и при движущемся отражателе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат физико-математических наук Авдеев, Кирилл Сергеевич

• Авдеев, Кирилл Сергеевич
• кандидат физико-математических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Авдеев, Кирилл Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭФФЕКТА АВТОДИННОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ СИГНАЛА В ПОЛУПРОВОДНИКОВОМ ЛАЗЕРЕ

1.1 Автодинное детектирование в полупроводниковых лазерах

1.1.1. Полупроводниковые авто дины на квантоворазмерных структурах

1.1.2. Принцип действия автодинной системы

1.2 Влияние движения внешнего отражателя на форму и спектр автодинного сигнала

1.2.1 Влияние внешней оптической обратной связи полупроводникового лазера на спектр интерференционного сигнала

1.2.2 Малосигнальный анализ характера искажений в спектре автодинного сигнала при гармонических вибрациях внешнего отражателя

1.3 Методы анализа сигнала полупроводникового лазера по его низкочастотному спектру

1.3.1 Определение амплитуды колебаний внешнего отражателя по номеру гармоники с максимальной амплитудой.

1.3.2 Определение амплитуды колебаний внешнего отражателя по четырем соседним гармоникам спектра автодинного сигнала.

1.3.3 Метод определения амплитуды колебаний объекта по двум первым гармоникам спектра автодинного сигнала.

1.3.4 Методы измерения сложных перемещений и скорости движения объекта по спектру сигнала полупроводникового лазера.

1.4 Применение полупроводникового лазерного авто дина для контроля движений биологических объектов

2. АВТОДИННОЕ ДЕТЕКТИРОВАНИЕ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ДЛИНЫ ВОЛНЫ ИЗЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРА

2.1 Спектр автодинной лазерной системы при токовой модуляции

2.2 Применение полупроводникового лазерного автодина с модуляцией длины волны излучения для определения профиля поверхности объекта

3. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНЕЙ ОПТИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ И СТЕПЕНИ ФОКУСИРОВКИ ИЗЛУЧЕНИЯ НА СПЕКТР АВТОДИННОГО СИГНАЛА ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРА

3.1 Зависимость формы автодинного сигнала от уровня обратной связи.

3.2 Влияние уровня обратной связи на результаты решения обратной задачи определения амплитуды колебаний внешнего отражателя по спектру автодинного сигнала.

3.3 Измерение параметров нановибраций лазерным полупроводниковым автодином при различной степени фокусировки излучения.

4. ПРИМЕНЕНИЕ АВТОДИННОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ СЛОЖНЫХ ДВИЖЕНИЙ БИЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

4.1 Особенности строения слухового аппарата.

4.2 Метод определения динамических параметров барабанной перепонки

4.2.1 Экспериментальное определение амплитуд колебаний барабанной перепонки.

4.2.2 Измерение с помощью лазерного автодина смещения барабанной перепонки при изменении уровня звукового давления

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автодинный эффект в полупроводниковых лазерах в условиях токовой модуляции и при движущемся отражателе»

К актуальным научным направлениям современной твердотельной электроники, физики полупроводников, радиофизики и оптики можно отнести исследование физических процессов в полупроводниковых элементах, используемых для генерации электромагнитных колебаний оптического диапазонов, таких как лазерные диоды на гетероструктурах и квантовых ямах [1-24].

Отличительными особенностями полупроводниковых источников электромагнитного излучения являются малые габариты, вес, потребляемая мощность от источника питания, возможность использования одного устройства для обеспечения различных радиотехнических функций. К числу физических явлений, использование которых позволяет создать устройства, допускающие совмещение различных радиотехнических функций, относится эффект автодинного детектирования в полупроводниковых лазерных диодах. Полупроводниковые лазерные диоды, работающие в режиме автодинного детектирования, могут быть использованы для контроля параметров технологических процессов [25-28], для измерения перемещений, скоростей, направления движения движущихся объектов, скорости течения жидкости, потока крови и движения глаз [29-31]. Для математического описания происходящих одновременно процессов детектирования и генерации приходится решать сложную систему нелинейных дифференциальных уравнений.

Р. Лэнгом и К. Кобаяши [32] была предложена модель, в которой лазерный диод описывается системой дифференциальных уравнений для амплитуды и фазы электромагнитного поля и концентрации носителей заряда. При этом в уравнение для амплитуды поля включено слагаемое, учитывающее внешнюю оптическую обратную связь.

Записанная система дифференциальных уравнений была использована в дальнейшем для оценки спектра мощности шума одномодового лазера [33], определения условий, при которых возможно уменьшение ширины линии излучения полупроводникового лазера за счет внешней оптической обратной связи [34]. Экспериментальные результаты, подтверждающие возможность уменьшения ширины линии излучения, приведены в [35]. Авторами работ [33, 34] было установлено, что при низких уровнях обратной связи достигается значительное уменьшение ширины линии излучения и наблюдается частотная устойчивость. При повышении уровня обратной связи сначала наблюдается насыщение уменьшения ширины линии излучения, а затем - резкий переход в состояние, характеризуемое значительной шириной линией генерации. При этом было показано, что в зависимости от уровня обратной связи может возбудиться одна или несколько мод внешнего резонатора.

Значительный интерес к эффекту автодинного детектирования в полупроводниковых лазерах обусловлен возможностью создания на их основе простых измерительных датчиков с высокой чувствительностью к отраженному сигналу [36-41]. Система, состоящая из полупроводникового лазера и внешнего отражателя, сочетает функции генератора и детектора фазы электромагнитной волны в одном устройстве. Возвращенная в диодный резонатор внешним отражателем волна приводит к изменению концентрации носителей заряда в активной среде, а также связанному с концентрацией показателя преломления активной области. Изменение показателя преломления, в свою очередь, вызывает изменение оптической частоты генерации. В силу вышесказанного форма автодинного сигнала начинает отличаться от формы интерференционного сигнала, формируемого таким же движением отражателя в интерференционной системе с развязкой от источника излучения [42, 43].

Открытие автодинного эффекта в газоразрядных лазерах, наличие в них режима работы, когда автодинный сигнал аналогичен интерференционному (гомодинный интерферометр), и дальнейшее применение выявленных закономерностей для полупроводниковых лазерных излучателей, позволило создать измерительные системы, аналогичные интерференционным системам с развязкой от источника излучения, но обладающие по сравнению с ними рядом преимуществ. Автодинные системы вообще и, в частности, автодины на полупроводниковых лазерах, отличаются компактностью, в них отсутствует разделение светового луча на опорный и измерительный и не требуется юстировка опорного и измерительного плечей, вследствие их совмещенности.

Автодинные системы нашли применение для контроля перемещений. В частности, продемонстрирована их высокая чувствительность к микро- и нановибрациям и смещениям, кроме того, в ряде работ описаны способы измерений сверхмалых скоростей теплового расширения твердых тел в ограниченном временном интервале, проводимых на основе анализа низкочастотного спектра автодинного сигнала.

Однако методы анализа автодинного сигнала не всегда предоставляют исчерпывающее описание исследуемого процесса, поскольку результаты измерений сильно зависят от параметров внешней оптической обратной связи, что может привести к неоднозначности в определении искомых параметров, и неадекватности выбранной модели.

Область применения автодинных измерителей могла бы быть существенно расширена, если было бы возможно проводить измерения с высокой степенью локальности. Это позволило бы, в частности, измерять параметры вибраций биологических объектов, непосредственное измерение параметров движений которых затруднено вследствие их труднодоступности.

Однако при увеличении локальности отражения от объекта исследований увеличивается уровень внешней оптической обратной связи, что оказывает существенное влияние на форму автодинного сигнала полупроводникового лазерного излучателя и, как результат, на точность определения параметров движения отражателя в автодинных системах. В связи с этим актуальным явилось исследование степени фокусировки излучения полупроводникового лазерного автодина на низкочастотный спектр автодинного сигнала полупроводникового лазера.

Одним из преимуществ автодинной системы на полупроводниковом лазере является возможность создания систем измерения вибраций и перемещений методом, в котором измерительный сигнал сравнивается с известной эталонной величиной, и которой в данном случае является длина волны излучения полупроводникового лазера. В частности, таким образом измеряется величина смещения или расстояние до отражателя. Если же величина смещения оказывается существенно меньше длины волны лазерного излучения, то применяют метод возбуждения в объекте дополнительных колебаний с известными характеристиками [5]. Однако на практике реализовать колебательное движение объекта, расстояние до которого необходимо определить, не всегда представляется удобным и возможным. Поэтому представляет интерес рассмотреть возможность замены необходимой для определения расстояния до объекта по набегу фазы вибрации отражателя с известными характеристиками периодической модуляцией длины волны излучения полупроводникового лазера, которая, в свою очередь, может быть достигнута, например, токовой модуляцией лазера. Однако исследование влияния токовой модуляции на спектр автодинного сигнала полупроводникового лазера и возможность применения режима модуляции частоты излучения полупроводникового лазерного автодина для определения расстояния до отражателя по соотношению гармоник спектра автодинного сигнала ранее проведено не было.

К настоящему времени не нашли широкого применения автодинные системы для контроля нановибраций и перемещений биологических объектов из-за трудностей анализа автодинного сигнала с изменяющимся уровнем обратной связи и необходимостью наложения дополнительных вибраций на объект. Исключительным в этой области биообъектом является барабанная перепонка, в которой реализация указанных методик не вызывает особых затруднений. Однако к настоящему времени методы диагностики патологических состояний колебаний барабанной перепонки не были разработаны на уровне, достаточном для широкого применения на практике.

В частности, не была определена амплитудно-частотная характеристика амплитуды колебания барабанной перепонки при различных уровнях звукового воздействия на нее, не установлены различия между амплитудно-частотными зависимостям барабанной перепонки в зависимости от уровня звукового давления при патологии и в норме.

Поэтому дальнейшие исследования эффекта автодинного детектирования в полупроводниковых автодинах представляется актуальным.

В связи с вышесказанным в качестве актуальных задач диссертационной работы можно сформулировать следующее:

1. Исследование влияния степени фокусировки излучения на спектр автодинного сигнала полупроводникового лазера;

2. Исследование влияния режима токовой модуляции на спектр автодинного сигнала полупроводникового лазера;

3. Исследование возможности применения режима модуляции частоты излучения полупроводникового лазерного автодина для определения расстояния до отражателя по соотношению гармоник спектра автодинного сигнала;

4. Исследование возможности применения полупроводникового лазерного автодина для регистрации движений биомеханических систем in vivo для определения амплитудно-частотной характеристики амплитуды колебания барабанной перепонки при различных уровнях звукового воздействия на нее и для установления различия между амплитудно-частотными зависимостям барабанной перепонки в зависимости от уровня звукового давления при патологии и в норме. Таким образом, цель диссертационной работы можно сформулировать следующим образом: выяснение влияния степени фокусировки излучения лазерного автодина, токовой модуляции частоты излучения полупроводникового лазера на спектр автодинного сигнала и исследование возможности применения результатов анализа спектра автодинного сигнала для вибродиагностики механических систем на примере звукопроводящего аппарата человека.

Новизна исследований проведенных в ходе выполнения диссертационной работы, состоит в следующем:

1. Исследован режим модуляции частоты излучения лазера, производимой посредством его токовой модуляции, и определено влияние токовой модуляции на спектр автодинного сигнала;

2. Исследовано влияние уровня внешней оптической обратной связи и степени фокусировки излучения полупроводникового лазерного автодина на низкочастотный спектр атодинного сигнала полупроводникового лазера;

3. Исследовано влияние движений отражателя на спектр автодинного сигнала полупроводникового лазера на примере барабанной перепонки человека.

Достоверность полученных теоретических результатов обеспечивается строгостью используемых математических моделей, соответствием результатов численного и натурного экспериментов. Достоверность экспериментальных результатов обеспечивается применением стандартной измерительной аппаратуры, высокой степенью автоматизации процесса регистрации экспериментальных данных, а также соответствием результатов, полученных в ходе определения параметров движения отражателя с помощью автодинной интерференционной системы, результатам, полученным с помощью альтернативных способов измерения параметров вибраций объектов.

Практическая значимость полученных результатов заключается в следующем:

1. Разработан метод определения расстояния до объекта с использованием модуляции частоты излучения полупроводникового лазера, достигаемой модуляцией его тока питания.

2. Экспериментально показана возможность разработанных методов определения нановибраций для дифференциальной диагностики in vivo патологий органов слуха человека.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Существует однозначная связь между глубиной частотной модуляции, отношением амплитуд четных спектральных составляющих автодинного сигнала полупроводникового лазера на квантоворазмерных структурах и расстоянием до его внешнего отражателя;

2. Обогащение спектра автодинного сигнала с увеличением степени фокусировки излучения полупроводникового лазера и, соответственно, ростом внешней оптической обратной связи происходит за счет увеличения спектральных составляющих, амплитуды которых значительно меньше амплитуды максимальной спектральной составляющей. В то же время в отличие от обогащения спектра автодинного сигнала с ростом амплитуды колебаний отражателя номер гармоники с максимальной амплитудой практически не изменяет своего значения.

3. По изменению отношения амплитуд четных спектральных составляющих автодинного сигнала полупроводникового лазера можно определять нанометровые продольные смещения отражателя и амплитуды его вибраций. При этом с увеличением степени фокусировки излучения полупроводникового лазера увеличивается разброс, определяемого по спектру автодинной системы, значения амплитуды вибраций внешнего отражателя при практически неизменном ее среднем значении.

Апробация работы. Работа выполнена на кафедре физики твердого тела Саратовского государственного университета в 2005-2008 годы.

Основные положения и результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, докладывались и обсуждались на

• Международной научно-технической конференции « «Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине »— (г. Саратов 2007);

• Научно-технической конференции «Электроника и вакуумная техника: приборы и устройства. Технология. Материалы», (г. Саратов. 14-15 февраля 2007);

• III Троицкой конференции «Медицинская физика и инновации в медицине» (г. Москва. 3-6 июня 2008г.)

• Международной научно-технической конференции « «Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине »— (г. Саратов 2008);

• XXI Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (г. Саратов 27-31 мая 2008г.)

Исследования выполнялись в рамках гранта РФФИ №05-0817924 «Разработка математического аппарата и технологических решений, составляющих основу диагностических комплексов для анализа параметров движений объектов биологии и медицины».

Публикации. По теме диссертации опубликованы 5 работ, в том числе 2 статьи в реферируемых научных журналах, одна из которых опубликована в журнале, включенном в перечень периодических изданий ВАК РФ.

Личное участие автора в этих работах выразилось в анализе влияния внешней оптической обратной связи и степени фокусировки излучения на точность определения вибрационных характеристик отражателя по спектру автодинного сигнала полупроводникового лазера, теоретической разработке и практической реализации метода измерения расстояний и профиля поверхности объекта путем модуляции его длины волны излучения, исследовании возможности применения разработанной методики определения амплитуды колебания объекта по спектру автодинного сигнала полупроводникового лазера для проведения дифференциальной диагностики слуховых патологий in vivo.

Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 133 страницы машинописно'го текста, включая 63 рисунка. Список литературы содержит 138 наименований и изложен на J3 страницах.

Заключение диссертации по теме «Оптика», Авдеев, Кирилл Сергеевич

Основные результаты диссертационной работы могут быть сформулированы следующим образом:

1. Проведен теоретический анализ автодинного режима работы полупроводникового лазера при модуляции его тока питания. Выведены закономерности поведения спектра автодинного сигнала в этом режиме.

2. В ходе проведенных исследований режима работы полупроводникового лазера при модуляции его тока питания описана и теоретически обоснована методика измерения расстояния до покоящегося объекта, сводящаяся лишь к определению отношения 2-й и 4-й гармоник спектра автодинного сигнала. На основе этой методики продемонстрирована возможность измерения профиля поверхности с повышенной точностью. Полученные результаты показывают возможность применения лазерного автодина, работающего в режиме модуляции тока питания, в качестве измерителя профиля поверхности.

3. Обогащение спектра автодинного сигнала с увеличением степени фокусировки излучения полупроводникового лазера и соответственно ростом внешней оптической обратной связи происходит за счет увеличения спектральных составляющих, амплитуды которых значительно меньше амплитуды максимальной спектральной составляющей, при этом в отличие от обогащения спектра автодинного сигнала с ростом амплитуды колебаний отражателя номер гармоники с максимальной амплитудой не изменяет своего значения.

4. При увеличении степени фокусировки увеличивается разброс определяемого значения амплитуды вибраций внешнего отражателя при проведении многократных повторных измерений. При изменении режима работы полупроводникового лазерного автодина, в частности, при приближении тока к пороговому значению несколько уменьшается разброс результатов измерений амплитуды вибраций, а среднее значение амплитуды вибраций практически не зависит от степени фокусировки лазерного луча.

5. В результате проведенных исследований экспериментально определена амплитудно-частотная характеристика амплитуды колебания барабанной перепонки при различных уровнях звукового воздействия на нее. Установлены различия между амплитудно-частотными зависимостям барабанной перепонки и графиками нарастания амплитуды колебаний барабанной перепонки в зависимости от уровня звукового давления при адгезивных процессах, при сенсоневральной тугоухости и в норме. По результатам проведенных исследований сделан вывод о применимости автодинных измерителей для определения параметров движения биологического объекта -барабанной перепонки in vivo.

6. Показано, что с увеличением интенсивности звукового воздействия, наряду с колебательным движением, происходит продольное смещение барабанной перепонки в сторону, противоположную направлению распространения звуковой волны, причем при проведении экспериментов in vitro такого смещения барабанной перепонки с ростом уровня звукового давления не наблюдается.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Авдеев, Кирилл Сергеевич, 2008 год

1. Алферов Ж. И. История и будущее полупроводниковых гетероструктур// Физика и техника полупроводников, 1998. Т. 32, №1. С.3-18.

2. Физика полупроводниковых лазеров/Под ред. X. Такумы. М: Мир, 1989. 310 с.

3. Тагер А. С., Вальд-Перлов В. М. Лавинно-пролетные диоды и их применение в технике СВЧ. М.: Сов.радио, 1968. 480 с.

4. Левинштейн М. Б., Пожела Ю. К., Шур М. С. Эффект Ганна/Под ред. С. М. Рывкина. М.: Сов.радио, 1975. 288с.

5. Полупроводниковые приборы в схемах СВЧ/Под ред. М. Хауэса, Д. Моргана; Пер. с англ. под ред. В. С. Эткина. М.: Мир, 1979. 444с.

6. Кэролл Дж. СВЧ-генераторы на горячих электронах/Пер. с англ. под ред. Б. Л. Гельмонта. М.: Мир, 1972. 384с.

7. Царапкин Д. П. Генераторы СВЧ на диодах Ганна. М.: Радио и связь, 1981. 112с.

8. СВЧ-полупроводниковые приборы и их применение/Под ред. Г. Уоткин-са; Пер. с англ. под ред. В. С. Эткина. М.: Мир, 1972. 662с.

9. Пожела Ю. Физика быстродействующих транзисторов. Вильнюс: Мокслас, 1989. 264 с.

10. Ю.Шур М. Современные приборы на основе арсенида галлия/Пер. с англ. М.: Мир, 1991. 632 с.

11. Тагер А. С. Размерные квантовые эффекты в субмикронных полупроводниковых структурах и перспектива их применения в электронике СВЧ. Ч. 1. Физические основы// Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1987. Вып. 9(403). С. 21-34.

12. Physics of quantum electron devices/Ed. by F. Capasso. Berlin: Springer, 1990. 320 p.

13. Микроэлектронные устройства СВЧ/Г. И Веселов,Е.Н Егоров, Ю.Н. Алехин и др. М.: Высш. шк, 1988. 280 с.

14. Н.Усанов Д. А., Скрипаль А. В. Физика полупроводников (явления переноса в структурах с туннельно-тонкими полупроводниковыми слоями). Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1996. 236 с.

15. Усанов Д. А., Скрипаль А. В. Физика работы полупроводниковых приборов в схемах СВЧ. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1999. 376 с.

16. Херман М. Полупроводниковые сверхрешетки/Пер. с англ. М.: Мир, 1989. 240 с.

17. Давыдова Е. И., Дракин А. Е., Елисеев П. Г. и др. Излучательные характеристики и диаграмма направленности квантово-размерного инжекционного лазера в спектральной области 780 нм// Квантовая электроника. 1992. Т. 19, №10. С. 1024-1031.

18. Tunneling through X-valley-related impurity states in GaAs/AIAs resonant-tunneling diodes/S. A. Vitusevich, A. Förster, К. M. Indlekofer, and H. Liith A. E. Belyaev, B. A. Glavin, R. V. Konakova// Phys. Rev. B. 2000.Vol. 61, № 16. P. 10898-10904.

19. Yamomoto Y., Slusher R. E. Optical processes in microcavities// Physics Today. 1993. №6. P. 66-73.

20. Kressel H., Butler J. K. Semiconductor lasers and heterojunction LED's. New York: Academic Press, 1977.

21. Chow W. W., Koch S. W., Sargent I. M. Semiconductor lasers. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 1994. 497 p.

22. Coherence, amplification, and quantum effects in semiconductor lasers/Ed. by Y.Yamamoto. New York: Chichester, Brisbane, Toronto, Signapore: A Wiley — Interscience Publication J. Wiley & Sons. 1994. 646 p.

23. Елисеев П. Г. Введение в физику инжекционных лазеров. М: Наука, 1983. 294 с.о

24. Полупроводниковые инфекционные лазеры: динамика, модуляция, спектры/Под ред. У. М. Тсанг: Радио и связь, 1990. С. 213-305.

25. Викторов В. А., Лункин Б. В., Совлуков A.C. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. М: Энергоатомиздат, 1989. 208 с.

26. Коган И. М., Тамарчак Д. Я., Хотунцев Ю. Л. Автодины// Итоги науки и техники. Сер. Радиотехника. М: ВИНИТИ, 1984. Т. 33. С. 3-175.

27. Хотунцев Ю. JI., Тамарчак Д. Я. Синхронизированные генераторы и автодины на полупроводниковых приборах. М.: Радио и связь, 1982. 240 с.

28. Носков В. Я. Анализ проблем использования автодинов в радиоволновых датчиках контроля технологических процессов// Радиотехнические системы миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов волн. Харьков: Ин-т радиофизики и электрон., 1991. С. 48-56.

29. Браун У. Лазерный интерферометр для измерения движения хрусталика глаза крысы in vitro под действием микроволнового излучения// Приборы для науч. исслед. 1983. № 1. С. 91-95.

30. Усанов Д. А., Скрипаль Ал. В., Вагарин А. Ю., Скрипаль Ан. В., Потапов

31. B. В., Шмакова Т. Т., Мосияш С.С. Лазерная автодинная интерферометрия динамических параметров биообъектов// Письма в ЖТФ. 1998. Т.24, вып.5.1. C. 39-^3.

32. Усанов Д. А., Скрипаль А. В., Калинкин М. Ю. Восстановление формы сложного движения объекта по сигналу автодинного детектирования полупроводникового лазера// ЖТФ. 2000. Т.70, вып. 2. С.125-129.

33. Lang R., Kobayashi К. External optical feedback effects on semiconductor injection laser properties// IEEE J. Quantum Electron. 1980. Vol. QE-16. P. 347-355.

34. Goldberg L., Taylor H. F., Dandridge A., Weller J. F., and Miles R. O.

35. Tromborg В., Osmundsen J. H., Olesen H. Stability analysis for a semiconductor laser in an external cavity// IEEE J. Quantum Electron. 1984. Vol.QE-20. P. 1023-1032.

36. Jentik H.W. Laser Doppler velocimetry using diode lasers// Ph. D. Thesis, Twenty University of Technology, Enschede. 1989. P. 143.

37. Mocker H.W., Bjork P.E. High accuracy laser Doppler velocimeter using stable long wavelength semiconductor lasers// Appl. Opt. 1989. Vol.28. P. 4914^919.

38. Shinohara S., Mochizuki A., Yoshida H., Sumi M. Laser Doppler velocimeter using the self-mixing effect of a semiconductor laser diode// Appl.Opt. 1986. Vol.25. P. 1417-1419.

39. Shimizu E. T. Directional discrimination in the self-mixing type laser Doppler velocimeter// Appl.Opt. 1987. Vol.26. P. 4541-4544.

40. Jentik H. W., de Mul F. F., Suichies H. E., Aarnoudse J. G., Greve J. Small laser Doppler velocimeter based on the self- mixing effect in a diode laser// Appl. Opt. 1988. Vol.27. P. 379-385.

41. Маргин А. В. Доплеровский измеритель скорости на основе инжекционного лазера// ЖТФ. 1994. Т.64, вып.1. С. 184-189.

42. Усанов Д. А., Скрипаль А. В., Калинкин М. Ю. Формирование автодинного сигнала в полупроводниковом лазере при движении внешнего отражателя// Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1998. Т.6, №1. С.3-9.

43. Скрипаль А. В., Усанов Д. А., Вагарин В. А., Калинкин М. Ю. Автодин-ное детектирование в полупроводниковом лазере при движении внешнего отражателя// ЖТФ. 1999. Т.69, вып.1. С. 72-75.

44. Ashby D. Е., Jephcott D. F. Measurement of plasma density using a gas laser in infrared interferometer// Appl.Phys. 1963. Vol.3, №7. P. 13-15.

45. Белоусова И. M., Данилов О. Б., Запрягаев А. Ф. Исследование спектра излучения He-Ne ОКГ при амплитудной модуляции обратным сигналом с доплеровским сдвигом частоты// ЖТФ. 1971. Т.41, №5. С. 1028-1033.

46. Rudd М. J. A laser Doppler velocimeter employing the laser as a mixer-oscillator// J.Phys.E 1. 1968. P. 723-726.

47. Берштейн И. JI. Воздействие отраженного сигнала на работу лазера// Изв. вузов. Радиофизика. 1973. Т. 16, №4. С. 526-530.

48. Берштейн И.Л., Степанов Д.П. Обнаружение и измерение малых обратных отражений лазерного излучения// Радиофизика. 1973. Т.16, №4. С. 532—535.

49. Туманов Б. Н., Левит Б. И., Бабич А. С. Автодинный эффект в газовых лазерах//Радиофизика. 1978. Т.21, №9. С. 1260-1267.

50. Захаров Б. В., Мейгас К. Б., Хинрикус X. В. Когерентное фотодетектирование газовым лазером// Квантовая электроника. 1990. Т.17, №2. С. 240-244.

51. Seko A., Mitsuhashi Y. Self-quenching in semiconductor lasers and its applications in optical memory readout// Appl. Phys. 1975. Vol.27, №3.1. P. 140-141. '

52. Morikawa Т., Mitsuhashi Y. Return-beam-induced oscillations in self-coupled semiconductor lasers// Electron. Lett. 1976. Vol.12, №17. P. 435-436.

53. Burke W. J., Ettenberg M., Kressel H. Optical feed-back effects in CW injection lasers//Appl.Opt. 1978. Vol.17, №14. P. 2233-2238.

54. Казаринов P. Ф., Сурис P. А. Гетеродинный прием света инжекционным лазером// ЖТФ. 1974. Т.66., вып. 3. С. 1067-1078.

55. Басов Н. Г., Морозов В. Н. Теория динамики инжекционных квантовых генераторов//ЖТФ. 1969. Т.57. С. 617-627.

56. Басов Н. Г., Морозов В. Н., Ораевский А. Н. К теории динамики одномодо-вого квантового генератора//Квант, эл-ка. 1974. Т.1. №10. С. 2264-2274.

57. Левит Б. И. Исследование автодинного эффекта в квантовых генераторах: Дис. канд. физ.-мат. наук. Н.Тагил: НГПИ, 1981. 193 с.

58. Salathe R., Voumard С., Weber Y. Rate equation approach for diode lasers// Opto-electron. 1974. №6. P. 451-456.

59. SaIathe R. Diode lasers coupled to external resonators// Appl. Phys. 1979. Vol.20, № 1. P. 1-18.

60. Елисеев П. Г. Введение в физику инжекционных лазеров. М: Наука, 1983. 294 с.

61. Ривлин Л. А. Динамика излучения полупроводниковых квантовых генераторов. М.: Сов.радио, 1976. 175 с.

62. Богданкевич О. В., Дарзнек С. А., Елисеев П. Г. Полупроводниковые лазеры. М.: Наука, 1976. 416 с.

63. Ривлин JL А., Семенов А. Т., Якубович С. Д. Динамика и спектры излучения полупроводниковых лазеров. М.: Радио и связь, 1983. 208 с.

64. Гершензон Е. М., Калыгина В. М., Левит Б. И., Туманов Б. Н. Резонанс релаксационных колебаний в автодинных генераторах// Изв. вузов. Радиофизика. 1981. Т.24, №8. С. 1028-1034.

65. Fleming М. W., Mooradian A. Spectral characteristics of external cavity controlled semiconductor lasers// IEEE J.Quantum Electron. 1981. Vol. QE-17. P. 44-59.

66. Shore K. A. Non-linear dynamics and chaos in semiconductor laser devices. // Solid state Electron. 1987. P. 59-68.

67. Mork J., Tromborg В., Christiansen P. L. Bistability and low-frequency fluctuations in semiconductor lasers with optical feedback: a theoretical analysis// IEEE J. Quantum Electron. 1988. Vol.24. P. 123-133.

68. Tromborg В., Mork J. Nonlinear Injection Locking Dynamics and the onset of coherence collapse in external cavity lasers// IEEE J. Quantum Electron. 1990. Vol.QE-26. P. 642-650.

69. Семенов А. Т. Инжекционный лазер в режиме автомодуляции// Квантовая эл-ка. 1971. №6. С. 107.

70. Быковский Ю. А., Дедушенко К. Б., Зверьков М. В., Мамаев А. Н. Инжекционный квантоворазмерный лазер с внешней оптической обратной связью// Квантовая электроника. 1992. Т.19, №7. С. 657-661.

71. Сурис Р. А., Тагер А. А. Когерентность и спектральные свойства излучения полупроводникового лазера с внешним отражателем// Квантовая электроника. 1984. T.l 1, №4. С. 35-43.

72. Деминтиенко В. В., Годик Э. Э., Гуляев Ю. В., Синие В. Н., Сурис Р. А. Когерентная регистрация излучения инжекционным лазером// Письма в ЖТФ. 1979. Т.5, вып.22. С. 1349-1357.

73. Дедушенко К. Б., Зверков М. В., Мамаев А. Н. Усиление внешнего излучения в полупроводниковом лазере в состоянии генерации// Квантовая электроника. 1992. №7. С. 661-667.

74. Ву Ван Лык, Елисеев П. Г., Манько М. А., Цоцория М. В. Оптический и электрический отклики в InGaAs/InP лазерах и усилителях на внешнюю обратную связь и их применение// Труды ФИАН. 1992. Т.216. С. 144-172.

75. Ван дер Зил Дж. Синхронизация мод полупроводниковых лазеров// Полупроводниковые инжекционные лазеры: динамика, модуляция, спектры. М.: Радио и связь, 1990. С. 15-72.

76. Тсанг У. Лазер с составным резонатором со связью через скол// Полупроводниковые инжекционные лазеры: динамика, модуляция, спектры. М.: Радио и связь, 1990. С. 213-305.

77. Shunc N., Petermann K. Numerical analysis of the feedback regimes for a singlemode semiconductor lasers with external feedback// IEEE J. Quantum Electron. 1988. Vol.24. P. 1242-1247.

78. Shunc N., Petermann K. Minimum bitrate of DPSK transmission for semiconductor lasers with a long external cavity and strong linewidth reduction// J. Lightwave Techn. 1987.Vol.5. P. 1309-1314.

79. Ning Y., Grattan К. Т. V., Meggit В. Т., Palmer A. W. Characteristics of laser diodes for interferometric use// Applied Optics. Vol.28, №17. P. 3657-3661.

80. Lenstra D., Verbeek В. H., den Boef A. J. Coherence collapse in single-mode semiconductor laser due to optical feedback// IEEE J. Quantum Electron. 1985. Vol.QE-21.P. 674-679.

81. Sigg J. Effects of optical feedback on the Light-Current characteristics of semiconductor lasers// IEEE J. Quantum Electron. 1993. Vol. QE-29. P. 12621270.

82. Etrich C., McCord A. W., Mandel P. Dynamically properties of a laser diode with optical feedback from an external high-finesse resonator// IEEE J. Quantum Electron. 1991. Vol. QE-27. P. 937-945.

83. Helms J., Petermann K. A simple analytic expression for the stable operation range of laser diodes with optical feedback// IEEE J. Quantum Electron. 1990. Vol. QE-26. P. 833-836.

84. Chinone N., Aiki K., Ito R. Stabilization of semiconductor laser output by a mirror close to a laser fast// Appl. Phys. Lett. 1994. Vol.33. P. 990-992.

85. Lau K. Y., Fgueroa L., Yariv A. Generation and quenching of intensity pulsations in semiconductor lasers coupled to external cavities// IEEE J. Quantum Electron. 1980. Vol. QE-16. P. 1329.

86. Fujiwara M., Kubota K., Lang R. Low frequency intensity fluctuations in laser diodes with external optical feedback// Appl. Opt. Lett. 1992. Vol.38. P. 217-220.

87. Дербов В. JI., Кон М. А., Рабинович Э. М. Явления переключения и низкочастотный шум в волноводных инжекционных лазерах с оптической обратной связью //ЖТФ. 1992. Т.62, вып.9. С. 172-175.

88. Gots S. S., Gallyamov R. R., Bakhtizin R. Z. Investigation of the nature of low frequency fluctuations of the field-emission current using a two-dimensional distribution function// Tech. Phys. Lett. 1998. Vol. 24, №11. P. 866-868.

89. Agrawal G. P., Olsson N. A., Dutta N. K. Effect of fiber-far end reflections on intensity and phase noise in InGaAsP semiconductor lasers// Appl. Phys. Lett. 1984. Vol.45. P. 957-959.

90. Cohen J. S., Wittgrefe F., Hoogerland M. D., Woerdman J. P. Optical spectra of a semiconductor laser with incoherent optical feedback// IEEE J.Quantum Electron. 1990. Vol. QE-26. P. 982-990.

91. Cohen J. S., Drenten R. R., Verbeek В. H. The effect of optical feedback on the relaxation oscillation in semiconductor lasers// IEEE J. Quantum Electron. 1988. Vol. QE-24. P. 1989-1995.

92. Schuster S., Wicht Т., Haug H. Theory of dynamical oscillations and frequency locking in a synchronously- pumped laser diode// IEEE J. Quantum Electronics. 1991. Vol. QE-27, №2. P. 205-211.

93. Masoller C., Abraham N. B. Low-frequency fluctuations in vertical-cavity surface-emitting semiconductor laser with optical feedback// Phys. Rev. 1999. Vol. A59, №4. P. 3021-3031.

94. Masoller C., Figliola A., Giudici M. et al. Wavelet analysis of low-frequency fluctuations of a semiconductor laser// Opt. Commun. 1998. Vol.157, №1-6. P. 115-120.

95. Heil Т., Fischer I., Elsasser W. Coexistence of low frequency fluctuations and stable emission on a single light-gain mode in semiconductor laser with external optical feedback// Phys. Rev. 1998. Vol. A58, №4. P. R2672-R2675.

96. Mindlin G.B., Duarte A.A., Giudici M. et al. Dynamical model to describe low frequency fluctuations in semiconductor laser with optical feedback// Physica A. 1998. Vol. 257, №1. P.547-556.

97. Eguia M.C., Mindin G.B., Giudici M. Low frequency fluctuations in semiconductor laser with optical feedback are induced with noise// Phys. Rev. B. 1998. Vol. E58, №2. P. 2636-2639.

98. Huyet G., Balle S. Giudici M. et al. Low frequency fluctuations and multimode operation of a semiconductor laser with optical feedback are induced with noise// Opt. Commun. 1998. Vol.149, №4. P. 341-347.

99. Мильвидский M. Г., Чалдышев В. В. Наноразмерные атомные кластеры в полупроводниках новый подход к формированию свойствматериалов// Физика и техника полупроводников. 1998. Т. 32, № 5. С. 513— 522.

100. Соколова 3. Н., Винокуров Д. А., Тарасов И. С., Гунько Н. А., Зегря

101. Г.Г. Гетероструктуры в системе InGaAs/InP с напряженными квантовыми ямами и квантовыми точками// Физика и техника полупроводников. 1999. Т. 33, №9. С. 1105-1107.

102. Окамото X. Оптические свойства сверхрешеток и лазеры с квантоворазмерными слоями// Физика полупроводниковых лазеров./Под ред. X. Такумы М.:Мир, 1989. С. 189-214.

103. Яманиси М. Теоретические основы работы лазеров с квантоворазмерными слоями// В кн.: Физика полупроводниковых лазеров./Под ред. X. Такумы М.:Мир, 1989. С. 159-188.

104. Михрин С. С., Жуков А. Е., Ковш А. Р. и др. Пространственно одно-модовый лазер диапазона 1.25-1.28 мкм с квантовыми точками InAs на подложке GaAs// Физика и техника полупроводников. 1999. Т. 33, вып. 9. С. 1111-1114.

105. Жуков А. Е., Ковш А. Р., Устинов В. М. и др. Характеристики усиления инжекционных лазеров на квантовых точках// Физика и техника полупроводников. 2000. Т. 34, вып. 1. С. 117—120.

106. Donati S., Giuliani G., Merlo S. Laser diode feedback interferometer for measurements of displacements without ambiguity// IEEE J. Quantum Electron. 1995. Vol. 31, №1. P. 113-119.

107. Merlo S., Donati S. Reconstruction of displacement waveforms with a single cannel laser diode feedback interferometer// IEEE J. Quantum Electron. 1995. Vol. 33, №4. P. 527-531.

108. Усанов Д.А., Скрипаль A.B., Вагарин B.A. Определение амплитуды колебаний оптическим гомодинным методом по высшим гармоникам. // ПТЭ. 1994. - №6. - С.612-615.

109. Wei Jin, Zhang L.M., Uttamchandani D., Culshaw B. Modified J^.J^ method for linear readout of dynamic phase changes in a fiber-optic homodyne interferometer. //Appl.Opt. 1991. - V.30. P.4496-4499.

110. Giuliani G., Norgia M., Donati S. and Bosch T. Laser diode self-mixing technique for sensing application // J. Opt. A: Pure Appl. Opt., 2002. Vol. 4. S283-S294.

111. Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Камышанский А.С. Измерение скорости нанометровых перемещений по спектру автодинного сигнала лазера на квантоворазмерных структурах // Письма в ЖТФ. 2004. №7. С.77-82.

112. Патент на изобретение РФ №2247395. Способ измерения скорости движения объекта / Усанов Д.А., Скрипаль А.В, Камышанский А.С. Опубл. 27.02.2005. Бюл. №6 (Пол. решение по заявке №2003125238 от 14.08.2003 г.)

113. Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Камышанский А.С. Измерение скорости движения объекта по спектру автодинного сигнала полупроводникового лазера на квантоворазмерных структурах // Микросистемная техника. 2004. №2. С. 19-23.

114. Дьяконов В.П. Вейвлеты. От теории к практике. — М.: Солон-Р, 2002. 448 с.

115. Gan R.Z. Mass loading on the ossicles and middle ear function / Dyer R.K., Wood M.W., Dormer K.J. // Ann. Otol. Rhinol. Laryngol. 2001. - Vol. 110. -pp. 478-85.

116. Yasaka H., Yoshikuni Y., Kawaguchi H. FM noise and spectral linewidth reduction by incoherent optical negative feedback// IEEE J. Quantum Electron. 1991. Vol. QE-27. P. 193-204.

117. Hale P. D., Kowalski F. V. Output characterization of a frequency shifted feedback laser: theory and experiment// IEEE J. Quantum Electron. 1990. Vol. QE-26. P. 1845-1851.

118. У санов Д. А., Скрипаль A.B., Авдеев К.С. Определение расстояния до объекта с помощью частотномодулированного полупроводникового лазерного автодина// Письма в ЖТФ. 2007. Том 33. Вып 21. С. 72-77.

119. Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В. Физика полупроводниковых радиочастотных и оптических автодинов — Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2003. 312 с.

120. Giuliani G., Norgia М., Donati S. and Bosch Т. Laser diode self-mixing technique for sensing application // J. Opt. A: Pure Appl. Opt., 2002. Vol. 4. S283-S294.

121. Usanov D.A., Skripal A.V., Mashkov D.A., Kamyshanskyi A.S.

122. Mashkov D.A., Kamyshanskiy A.S., Skripal A.V., Usanov D.A.

123. Autodyne measurements of vibrations in focused beams // Proc. SPIE. 2004. Vol. 5475. P. 141- 148.( Saratov Fall Meeting 2003: Coherent Optics of Ordered and Random Media IV; Dmitry A. Zimnyakov; Ed.)

124. Нейман JI.B. Анатомия, физиология и патология органов слуха и речи. М.,1977. 320 с.

125. Ундриц В.Ф. Темкин Я. С. и Нейман JI. В. Болезни уха, горла и носа, -Л., 1960. 150 с.

126. Базаров В. Г., Лисовский В. А., Мороз Б. С., Токарев О. П. Основы аудиологии и слухопротезирования. — М.: Медицина, 1984. 252 с.

127. Кобрак Г. Среднее ухо. Москва, Медгиз. - 1963. - 455 с.

128. Tonndorf J., Khanna S.M. Submicroscopic displacement amplitudes of the tympanic membrane (cat) measured by a laser interferometer // J. Acoust. Soc. Am. 1968. - Vol.44. - pp.1546-1554.

129. Wada H. Dynamic frequency characteristics of the middle ear in guinea pig: The finite-element analysis / Koike Т., Kobayashi T. // Audiology Japan. — 2002. -Vol.45. №4. - pp. 289 - 297.

130. Rosowski J.J. Diagnostic Utility of Laser-Doppler Vibrometry in Conductive Hearing Loss with Normal Tympanic Membrane / Mehta R.P., Merchant S.N. // Otol Neurotol. 2004. - 25(3). - pp. 323-332.

131. Sosa M. Human ear tympanum oscillation recorded using a magnetoresistive sensor / Carneiro A.A.O., Baffa O., Colafemina J.F.// Rev. Sci. Instrum. 2002. - Vol.73. - p. 3695.

132. Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Авдеев К.С., Камышанский А.С.