A Fiber Bragg rácsokat (FBG) széles körben használják különféle alkalmazásokban, amelyek nagy hullámhossz-pontosságot és stabilitást igényelnek a félvezető lézerdiódáknál. Az FBG-k számos előnnyel járnak, beleértve a magas hőstabilitást, az egyszerű integrációt és a sokoldalúságot, amelyek mindegyikét kifejtjük ebben a cikkben.
A keskeny vonalszélességű és stabil hullámhosszú lézerek kritikus szerepet játszanak számos területen, mint például az érzékelés, az orvosi kezelés, a spektrális elemzés, a képalkotás és a távközlés. Bár a Distributed Bragg Reflector (DBR) lézerek és az Distributed Feedback (DFB) lézerek kiváló teljesítményt nyújtanak, gyártási költségük magasabb, mint a Fabry-Perot (FP) lézerdiódáé, mivel csomagolás előtt egyedi tesztelést igényelnek.
Ezenkívül a DFB és DBR lézerekben használt hullámvezető rácsokhoz képest az FBG-k kiváló stabilitást és hullámhossz-pontosságot biztosítanak. A Volume Bragg rácsok (VBG-k) az FBG-k alternatívájaként szolgálhatnak bizonyos alkalmazásokban, de az FBG-k előnyökkel járnak a hőstabilitás, az integráció egyszerűsége és a sokoldalúság terén.
A nagy teljesítményű, hullámhossz-stabil félvezető pumpás lézerek kulcsszerepet játszanak a modern szálas lézerekben, szálerősítőkben és Raman szálas erősítőkben. Mivel a lézererősítő közegek nagyon érzékenyek a szivattyú hullámhosszának ingadozásaira, az FBG-vel stabilizált hullámhosszú félvezető pumpás lézerek a piac fő megoldásává váltak.
Az 1. ábra egy tipikus FBG hullámhosszra zárt pumpás lézermodul felépítését mutatja be. Az ilyen alkalmazásoknál az FBG-t a pumpás lézer pigtail szálára írják fel, jellemzően 50 cm és 2 m közötti távolságra a lézerchiptől.
A rendszer kollimáló optikai alkatrészeket vagy lencsés szálas pigtaileket alkalmaz, hogy hatékonyan kapcsolja össze a félvezető lézerchipből kibocsátott fényt az egymódusú pigtailhez.
A Fiber Bragg rács külső visszacsatoló mechanizmust hoz létre, hatékonyan stabilizálja a lézer hullámhosszát az FBG központi hullámhossz közelében, és szűkíti a lézer kimeneti spektrális szélességét. Ily módon a szivattyú lézermodul magas szivattyú hatásfokot és kiváló stabilitást ér el.
1. ábra FBG szivattyú modul
A Fiber Bragg rács (FBG) segítségével egy külső üreges lézer építése költséghatékony megoldás az olcsó lézerek teljesítményének növelésére. Amint az 1. ábrán látható, az FBG a rostszálba van írva, általában a kibocsátó chip közelében, és egy külső üreges lézert képez.
A hagyományos Fabry-Perot lézerdiódákkal összehasonlítva az FBG-alapú külső üreges lézerek nem csak szűkebb vonalszélességgel rendelkeznek, hanem erősebben elnyomják a hőmérséklet vagy a meghajtóáram változása által kiváltott hullámhossz-eltolódást is – ez a két gyakori tényező, amely a lézerdiódák teljesítményének eltolódását okozza.
A lézerdiódák hatékony és megbízható hullámhosszrögzítésének vagy stabilizálásának biztosítása érdekében a lézergyártóknak olyan FBG-ket kell kiválasztaniuk, amelyek megfelelnek a magteljesítményre vonatkozó előírásoknak.
A lézerdiódák gyártóinak megbízható és műszakilag kiforrott FBG beszállítókat is kell választaniuk, amelyek a hullámhosszok és konfigurációk széles választékát kínálják, beleértve a száltípust, a polarizációt fenntartó (PM) vagy a nem polarizációt fenntartó szálat, a méreteket és egyebeket.
Magas termikus stabilitásának, kiváló integrációs kompatibilitásának, több forgatókönyvű sokoldalúságának és precíz hullámhossz-szabályozási képességének köszönhetően a Fibre Bragg Grating (FBG) a különböző félvezető lézeralkalmazások nagy pontosságú hullámhosszrögzítésének és stabilizálásának központi elemévé vált. Legyen szó hullámhosszrögzítésről nagy teljesítményű szivattyúlézereknél vagy alacsony költségű lézermodulok teljesítményének növeléséről, az FBG precíz hullámhossz-reteszelést és vonalszélesség-szűkítést ér el a külső visszacsatoló mechanizmus optimalizálásával, miközben hatékonyan ellenáll az olyan külső zavaroknak, mint a hőmérséklet és a meghajtóáram ingadozása.
Copyright @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. – Kína száloptikai modulok, üvegszálas csatolású lézergyártók, lézerkomponensek beszállítói. Minden jog fenntartva.
