Лазер с распределённой обратной связью

Лазер с распределённой обратной связью (РОС-лазер, англ. distributed feedback laser, DFB laser) — инжекционный полупроводниковый лазер, обратная связь в котором создаётся за счёт отражения световых волн от периодической решётки, создаваемой в активной среде.

Описание

Оптическая схема полупроводникового лазера с распределённой обратной связью. HR — зеркало с большим коэффициентом отражения; AR — просветляющее покрытие.

В инжекционных гетеролазерах с распределённой обратной связью (РОС-лазерах) для создания обратной связи одна из гетерограниц делается гофрированной, что создаёт периодическое изменение показателя преломления и приводит к интерференционному отражению.

Условие отражения от периодической структуры выполняются для лучей обоих направлений. Таким образом, периодическая решётка создаёт обратную связь в обоих направлениях, распределённую по всей длине лазера. Поскольку обратная связь, создаваемая периодической решёткой, является селективной, то в РОС-лазерах обеспечивается режим одномодовой генерации.

РОС-лазеры можно размещать непосредственно на поверхности полупроводниковой подложки и подключать их к волноводам на поверхности этой подложки, создавая фотонные интегральные схемы.

Наиболее эффективное согласование РОС-лазера с канальным волноводом достигается в РОС-лазерах с раздельным оптическим и электронным ограничением в двойной гетероструктуре (РОДГС-РОС-лазеры).

РОС-лазеры отличаются температурной стабильностью частоты генерации, которая однозначно определяется оптическим периодом решётки. Коэффициент температурной зависимости длины волны излучения типичного РОС-лазера составляет 0,1 нм/град и определяется температурной зависимостью показателя преломления. Это позволяет перестраивать частоту излучения добавив блок управления температурой лазера. Простота реализации — это главное и очень существенное преимущество перестраиваемых РОС-лазеров. Однако существенный недостаток таких лазеров — ограниченная область перестройки частоты.

Для увеличения диапазона перестройки используются полностью моноблочные интегрированные конструкции, содержащие решётку из нескольких РОС-лазеров, объединённых в один блок. Так, блок из восьми параллельно расположенных РОС-лазеров и объединённых многомодовым волноводным объединителем (MMI) позволяет обеспечить диапазон перестройки до 60 нм. Для увеличения выходной мощности такого перестраиваемого лазера на выходе устанавливается усилитель. Разработаны и исследованы различные конструкции многоэлементных перестраиваемых лазеров с числом элементарных РОС-лазеров в решётке от 2 до 8.

Литература

• Наний О. Е. Оптические передатчики. — Lightwave Russian Edition, 2003. — С. 48-51.
• Ackerman D. A. et al. Telecommunication lasers / I. P. Kaminow, T. Li. — М.: Optical fiber telecommunications IV A, 2002. — С. 288.
• Пихтин А. Н. . Оптическая квантовая электроника.. — М.: Высшая школа, 2001. — С. 573.
• Звелто О. Принципы лазеров.. — М.: Мир, 1990. — С. 559.
• Наний О. Е. 2 // Оптические передатчики с перестраиваемой длиной волны излучения для DWDM-сетей связи.. — Lightwave Russian Edition, 2006. — С. 53-56.

Ссылки

При написании этой статьи использовался материал из распространяющейся по лицензии Creative Commons BY-SA 3.0 Unported статьи:
Наний Олег Евгеньевич, Павлова Елена Григорьевна. Лазер с распределённой обратной связью // Словарь нанотехнологических терминов.