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分布反馈激光器(distributed feedback lasers)

定义:
整个激光谐振腔包含一个周期性结构,该处发生布拉格反射的激光器。
相关词条:
光纤布拉格光栅  光纤激光器  分布布拉格反射激光器  半导体激光器  单频激光器  单频运行 

分布反馈激光器的整个谐振腔包含一个周期性结构,作为波长的分布反射器,还包含一个增益介质。通常周期性结构的中间会发生一个相移。该结构主要是两个布拉格光栅的串联,光学增益在光栅之间。该器件具有多个轴向谐振腔模式,考虑到损耗之后只有一个模式强度很高。(该性质与之前提到的相移有关。)因此,很容易实现单频工作,还有由于增益介质中的驻波也易于得到空间烧孔效应。由于自由光谱区很大,因此几个纳米范围内可以无跳模的实现波长调谐。但是调谐范围没有分布布拉格反馈激光器大。 

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图1:DFB光纤激光器,包含中间存在相移的光纤布拉格光栅,光栅是直接写入稀土掺杂光纤中的。 

分布反馈激光器为光纤激光器或者半导体激光器,工作在单个谐振腔模式(参阅单频工作)。如果是光纤激光器,分布反射发生在光纤布拉格光栅中,通常长度为几毫米或者厘米。如果光纤具有很高的掺杂浓度可以实现有效的泵浦吸收,但是如果能够允许高掺杂的光纤材料(例如磷酸盐玻璃)不易于写入布拉格光栅。因此,输出功率就受到限制(例如,几十毫瓦)。但是,这种单频光纤激光器非常简单,尺寸很小。其小尺寸和坚固性同时也得到很低的强度和相位噪声水平,即线宽很小,尽管对线宽的基本限制(Schawlow-Townes线宽)比更长的光纤激光器更高。 

半导体DFB激光器可以制作在一个集成光栅结构上,例如波纹波导。光栅结构可以在有源区的上面,但是这需要很耗时的再生长技术。一种替代方案是制作侧面耦合的结构,其中光栅在有源区的两侧。半导体DFB激光器可以辐射不同光谱区域,至少可以辐射800 nm到2800 nm之间的光。输出功率通常为几十毫瓦。线宽为几百 MHz, 波长调谐也可以再几纳米范围。用在DWDM系统中的温度稳定装置具有很高的波长稳定性。 

DFB激光器不要与DBR激光器相混淆,后者为分布布拉格反馈激光器。

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