Fiber Bragg Gratings (FBG's) worden veel gebruikt in verschillende toepassingen die een hoge golflengtenauwkeurigheid en stabiliteit vereisen voor halfgeleiderlaserdiodes. FBG's bieden tal van voordelen, waaronder hoge thermische stabiliteit, gemakkelijke integratie en sterke veelzijdigheid, die allemaal in dit artikel worden uitgewerkt.
Lasers met een smalle lijnbreedte en stabiele golflengte spelen een cruciale rol op veel gebieden, zoals detectie, medische behandeling, spectrale analyse, beeldvorming en telecommunicatie. Hoewel Distributed Bragg Reflector (DBR)-lasers en Distributed Feedback (DFB)-lasers uitstekende prestaties leveren, zijn hun productiekosten hoger dan die van Fabry-Perot (FP)-laserdiodes, omdat ze afzonderlijk moeten worden getest voordat ze worden verpakt.
Bovendien bieden FBG's, vergeleken met de golfgeleiderroosters die worden gebruikt in DFB- en DBR-lasers, superieure stabiliteit en golflengtenauwkeurigheid. Volume Bragg Gratings (VBG's) kunnen in bepaalde toepassingen als alternatief voor FBG's dienen, maar FBG's bieden voordelen op het gebied van thermische stabiliteit, eenvoud van integratie en veelzijdigheid.
Halfgeleiderpomplasers met hoog uitgangsvermogen en golflengtestabiele prestaties spelen een sleutelrol in moderne fiberlasers, vezelversterkers en Raman-vezelversterkers. Omdat laserversterkingsmedia zeer gevoelig zijn voor schommelingen in de pompgolflengte, zijn halfgeleiderpomplasers met FBG-gestabiliseerde golflengte de reguliere oplossing op de markt geworden.
Figuur 1 illustreert de structuur van een typische FBG pomplasermodule met golflengtevergrendeling. Bij dergelijke toepassingen wordt de FBG gegraveerd op de varkensstaartvezel van de pomplaser, doorgaans gepositioneerd op een afstand van 50 cm tot 2 m van de laserchip.
Het systeem maakt gebruik van collimerende optische componenten of pigtails met lensvezels om het door de halfgeleiderlaserchip uitgezonden licht efficiënt te koppelen aan de single-mode pigtail.
Een Fiber Bragg-rooster zorgt voor een extern feedbackmechanisme, waardoor de lasergolflengte effectief wordt gestabiliseerd nabij de centrale golflengte van de FBG en de spectrale uitgangsbreedte van de laser wordt verkleind. Op deze manier bereikt de pomplasermodule zowel een hoog pomprendement als een uitstekende stabiliteit.
Figuur 1. FBG-pompmodule
Het construeren van een laser voor externe holtes met behulp van een Fiber Bragg Grating (FBG) is een kosteneffectieve oplossing om de prestaties van goedkope lasers te verbeteren. Zoals weergegeven in figuur 1 is de FBG ingeschreven in de vezelvlecht, meestal dichtbij de emitterende chip, waardoor een laser met externe holte wordt gevormd.
Vergeleken met conventionele Fabry-Perot-laserdiodes hebben FBG-gebaseerde lasers met externe holte niet alleen een smallere lijnbreedte, maar vertonen ze ook een sterkere onderdrukking van golflengtedrift veroorzaakt door variaties in temperatuur of aandrijfstroom - de twee gemeenschappelijke factoren die prestatieverschuivingen in laserdiodes veroorzaken.
Om efficiënte en betrouwbare golflengtevergrendeling of stabilisatie van laserdiodes te garanderen, moeten laserfabrikanten FBG's selecteren die voldoen aan de kernprestatiespecificaties.
Fabrikanten van laserdiodes moeten ook betrouwbare en technisch volwassen FBG-leveranciers selecteren die een brede selectie aan golflengten en configuraties kunnen bieden, inclusief vezeltype, polarisatiebehoudende (PM) of niet-polarisatiebehoudende vezels, afmetingen en meer.
Met zijn hoge thermische stabiliteit, uitstekende integratiecompatibiliteit, veelzijdigheid in meerdere scenario's en nauwkeurige golflengtecontrolemogelijkheden is Fiber Bragg Grating (FBG) een kerncomponent geworden voor uiterst nauwkeurige golflengtevergrendeling en -stabilisatie in verschillende halfgeleiderlasertoepassingen. Of het nu gaat om golflengtevergrendeling in pomplasers met hoog vermogen of prestatieverbetering van goedkope lasermodules, FBG bereikt nauwkeurige golflengtevergrendeling en lijnbreedtevernauwing door het externe feedbackmechanisme te optimaliseren, terwijl het effectief weerstand biedt aan externe verstoringen zoals temperatuur- en aandrijfstroomvariaties.
Copyright @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - China Glasvezelmodules, fabrikanten van glasvezelgekoppelde lasers, leveranciers van lasercomponenten. Alle rechten voorbehouden.
