ch32通信用光器件副本(已修改)
2025-05-15 18:40 本頁面
【正文】 第三章 通信用光器件 第二講 內(nèi)容提要 ? 分布反饋式激光器（ DFB） ? 光電二極管 ? 主要內(nèi)容回顧 （ DFB） ? 產(chǎn)生的背景 ? 工作原理 DFB產(chǎn)生的背景 ? 隨著技術(shù)的進步，高速率的光纖通信系統(tǒng)不斷投入使用，對光源提出了更高的要求： （ 1）光源的譜線更窄； （ 2）高速調(diào)制下，能保持動態(tài)單縱模特性； （ 3）發(fā)射波長更穩(wěn)定，且能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)諧； （ 4）閾值電流更低，輸出功率更大。 滿足上述特性的激光器就是分布反饋式（ Distributed Feedback）激光器 工作原理 ? 普通的 FP諧振腔兩端的反射鏡對激活物質(zhì)發(fā)出的輻射光進行反饋，而 DFB激光器用靠近有源層沿長度方向制作的周期性（波紋狀）衍射光柵實現(xiàn)光的反饋。 ? 因此，把這種利用衍射光柵的折射率周期性變化，使光沿整個有源層的分布進行反饋的結(jié)構(gòu)，稱為分布反饋式結(jié)構(gòu)。 圖 分布反饋 (DFB)激光器 (a) 結(jié)構(gòu)； (b) 光反饋 衍射光柵有源層N 層P 層輸出光光柵有源層b a∧( a ) ( b ) 如圖 ，由 有源層 發(fā)射的光，一部分在 光柵波紋峰 反射 (如光線 a)， 另一部分繼續(xù)向前傳播，在鄰近的 光柵波紋峰 反射(如光線 b)。如果 a和 b能夠匹配，相互疊加，則產(chǎn)生更強的反饋，而其他波長的光相互抵消。雖然，每個波紋反射的光不大，但是整個光柵有成百上千個波紋，反饋光的總量足以產(chǎn)生激光振蕩。 ne 為材料有效折射率 ， λB為布喇格波長 ， m為衍射級數(shù) 。 在普通光柵的 DFB激光器中 ， 發(fā)生 激光振蕩 的有兩個 閾值 最低 、 增益相同的 縱模 ， 其波長為 )221(22,1 LneBB??? ?? () 2Bem n???() DFB激光器的優(yōu)點 ? 單縱模激光器： ? FP激光器的發(fā)射光譜由增益譜和激光器的縱模特性共同決定。由于其諧振腔的長度較長，導致縱模間隔小，相鄰縱模的增益差別小。因此，要得到單縱模振蕩就很困難。 ? DFB激光器的發(fā)射光譜主要由光柵周期決定。光柵周期相當于 FP激光器的腔長 L，每一個光柵的周期都形成一個微型諧振腔。由于光柵周期很小，所以m階和 m+1階模之間的波長比 FP腔大很多，加上多個微型諧振腔的選模作用，就很容易設計成只有一個模式能夠獲得足夠增益。于是， DFB激光器容易制成單縱模激光器。 DFB激光器的優(yōu)點 ? 譜線窄，波長穩(wěn)定性好 ? 由于 DFB激光器的每一個光柵周期相當于一個 FP腔，所以光柵形成的布拉格反射可以看作多級調(diào)諧，使得諧振波長的選擇性大大提高，譜線明顯變窄。此外，由于光柵的作用有助于使發(fā)射波長鎖定在諧振波長上，使得波長穩(wěn)定性極好。 DFB激光器的優(yōu)點 ? 動態(tài)譜線好 ? 由于 DFB激光器能夠在高速調(diào)制時也能保持單模特性，因此，高速調(diào)制時的動態(tài)譜線特性比
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