原创 DFB与DBR激光器

                  DFB与DBR激光器<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

布拉格定律（The Bragg law）

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光栅是由等宽等间距的互相平行的许多狭缝构成的光学元件。对于一个结晶的固体，其三度空间排列整齐的结构，正好可被视为一种光栅。

根据图示，干涉加强的条件是：

式中：n为整数，称为反射级数（衍射级数）；

q 为入射线或反射线与反射面的夹角，称为掠射角，由于它等于入射线与衍射线夹角的一半，故又称为半衍射角，把2q 称为衍射角。

由布拉格定律可知道，当光栅间距（光栅常数）一定时，一级衍射光的波长一定（其他级衍射忽略），从而选择出起到一个滤波的作用。

DFB激光器的原理

DFB——Distributed Feedback Diode Lasers(分布反馈式激光器）

DFB激光器的波长包括整个近红外波段  730nm—2800nm，可以满足大气原子吸收谱线，也能满足碱金属的共振跃迁。DFB激光器的一个最主要的优点是不需要任何要求很高的光学机械元件，有很高的长期稳定性和可靠性。

1.    DFB激光器的原理

DFB, Distributed-FeedBack

?  利用光柵(grating)达到滤波(filter)效果，使激光器输出近乎单一波长的光，可调整光柵的空间周期，选择输出光的中心波长

?                   布拉格定律      Λ = mλ/2

Λ: 光柵周期

λ: 输出光的波长

m = 1, 2, 3, …

通过温度或激光电流改变光栅距离从而调节DFB和DBR激光器的波长。

DFB激光器的优点

1）DFB激光器的一个最主要的优点是不需要任何要求很高的光学机械元件，有很高的长期稳定性和可靠性。

   2）单色性好，由光栅的间距选择出射的激光波长。

   3）DFB激光器能在730nm—2800nm的波长内得到10mW到150mW的功率输出。在可以期待的未来，甚至将得到高达200mW到300mW的DFB激光器

DFB结构。

DFB激光器输出光谱

   FP(法布里-珀罗谐振腔)激光器的输出光谱

DFB有很好的选频功能。

DBR 激光器的原理

DBR——Distributed Bragg Reflector（分布布拉格反射激光器）

?DBR原理与DFB相似，其特色在于拥有一种输出波长调整机制

?DBR的Active region中，设计了三個的区块分别为：gain, phase, Bragg。

  藉此由三个输入电流分别控制此三个区块，达到调整输出波长和功率的目的

?

   IGain控制输出光功率

? IPhase控制反馈

? IBragg控制输出光波长

DFB与DBR激光器的应用：

1）高分别率光谱学

2）激光冷却，超低温冷原子

3）等离子物理

4）示踪气体分析

5）燃烧分析

6）激光探测和测距（激光雷达）

7）可调的行波THz辐射

参考资料：

1.       半导体激光器的原理及优点http://www.fujianlaser.com/html/2008/6/137.htm

2.       半导体激光二极管工作原理 http://teacher.wjszzx.cn/html/2006-05/5573.htm

3．高速光傳輸模組Q值與BER量測  

4. Toptica photonics DFB / DBR Lasers介绍