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什么是可调谐激光器?

发布时间:2012-12-28

随着10G以太网、高速光纤通道的网络技术用光子器件替代铜线传输,光通讯器件越来越接近终端用户。我相信,在公司网络和数据中心领域,光通讯技术的加快部署必然会引发激光器供应的激增。今天,我就来为大家重点的讲解下可调谐激光器的内容。

可调谐激光器的简介

可调谐激光器(tunable laser) 是指在一定范围内可以连续改变激光输出波长的激光器(见激光)。这种激光器的用途广泛,可用于光谱学、光化学、医学、生物学、集成光学、污染监测、半导体材料加工、信息处理和通信等。


可调谐激光器
 
可调谐激光器是实现智能光网络的关键因子,可以为运营商提供更大弹性、更快波长供应速度,并最终实现更低的成本。可调谐激光器必须有较大的可调节范围,较高的输出功率以及毫秒级的反应速度。实际上,大多数动态应用都要求有一个可调谐的光多路复用器,或一个1:N的光学开关配合激光器工作,以确保它输出的激光可以经过适当的通道进入光纤中去。

可调谐激光器的原理

可调谐激光器从调谐原理上共有三种控制技术:电流控制技术、温度控制技术和机械控制技术等类型。其中电控技术是通过改变注入电流实现波长的调谐,具有ns 级调谐速度,较宽的调谐带宽,但输出功率较小,基于电控技术的主要有SG-DBR(采样光栅DBR)和GCSR(辅助光栅定向耦合背向取样反射)激光器。 温控技术是通过改变激光器有源区折射率,从而改变激光器输出波长的。该技术简单,但速度慢,可调带宽窄,只有几个nm。基于温控技术的主要有DFB(分布 反馈)和DBR(分布布喇格反射)激光器。机械控制主要是基于MEMS(微机电系统)技术完成波长的选择,具有较大的可调带宽、较高的输出功率。基于机械 控制技术的主要有DFB(分布反馈)、ECL(外腔激光器)和VCSEL(垂直腔表面发射激光器)等结构。


可调谐激光器

 
不论可调激光器有何特殊结构,它们都包含三个基本要素:具有有源增益区和谐振腔的源二极管;一个用来改变和选择波长的调节机构;稳定波长输出的工具。除了VCSEL,源二极管通常为Fabry Perot(FP)型的变体;调节机构可以是温控、电流控制或机械控制的,包括微机电系统(MEMS)。而输出波长稳定性则是通过采用某种波长锁定器或在反馈控制回路中使用标准具来实现的。

可调谐激光器的种类

从可调范围来讲,可分为:窄范围可调激光器和宽范围可调激光器。窄范围可调激光器在几百GHz范围内可调,而宽范围可调激光器在整个C波段可调。

按照激光器不同结构来划分的话,可分为:分布反馈(DFB)激光器、分布布拉格反射(DBR)激光器、采样光栅DBR(SG-DBR)激光器、外腔激光器(ECL)和垂直腔表面发射激光器(VCSEL)等等;

总而然之,在未来,可调谐激光器将会是一个热点领域, 希望通过今天的学习,能给大家在今后的工作上有所帮助。
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