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半导体分布反馈激光器半导体分布反馈激光器是采用折射率周期变化的结构实现谐振腔反馈功能的半导体激光器。
这种激光器不仅使半导体激光器的某些性能（如模式、温度系数等）获得改善，而且由于它采用平面工艺，在集成光路中便于与其他元件耦合和集成。
GaAs－GaAlAs分布反馈激光器已实现室温连续工作，阈值3.4×103安/厘米2(320K)。
282K下得到的最大连续输出功率为40毫瓦。
半导体分布反馈激光器- 简介采用折射率周期变化的结构实现谐振腔反馈功能的半导体激光器。
这种激光器不仅使半导体激光器的某些性能（如模式、温度系数等）获得改善，而且由于它采用平面工艺，在集成光路中便于与其他元件耦合和集成。
1970年采用双异质结的GaAs－GaAlAs注入式半导体激光器实现了室温连续工作。
与此同时，贝尔实验室H.利戈尼克等发现在周期结构中可由反向布喇格散射提供反馈，可以代替解理面。
在实验中，最初是把这种结构用于染料激光器，1973年开始用于半导体激光器，1975年GaAs分布反馈激光器已实现室温连续工作。
半导体分布反馈激光器- 原理半导体分布反馈激光器的反馈结构是一种周期结构，反馈靠反向布喇格散射提供（见图）。
为了使正向波与反向波之间发生有效的布喇格耦合,要求光栅周期满足布喇格条件:半导体分布反馈激光器，式中λ0是激射波长,Ng是有效折射率，m＝1、2、3、…(相当于耦合级次)。
对于GaAs材料,一级耦合:Λ＝0.115微米。
在实验中，使用3250埃He－Cd激光和高折射率棱镜(nP=1.539)，已制出Λ＝0.11微米的周期结构（见半导体激光二极管）。
1.结构及工作机理DFB激光器的激光振荡不是靠F—P腔来实现，而是依靠沿纵向等间隔分布的光栅所形成的光耦合，如图2—81所示。
图中光栅的周期为A，称为栅距。
当电流注入激光器后，有源区内电子——空穴复合，辐射出能量相应的光子，这些光子将受到有源层表面每一条光栅的反射。
Harmonic Laser窄线宽激光器
产品简介
利用钛宝石晶体具有宽的增益带宽和Littman结构的线宽压窄技术，以及短的腔型结构设计，实现线宽为0.2GHz（0.4pm）、波长调谐范围为780~820nm的高能量窄线宽激光输出。
通过倍频和多倍频技术可以将波长扩展到深紫外波段。
采用色散棱镜压窄线宽技术，可以实现光谱宽度为1nm的窄线宽高能量激光输出。
该窄线宽激光是激光同位素分离，精密光谱学，紫外光刻技术等研究领域的理想光源。
产品特性
•窄线宽单纵模高能量的输出能力
•计算机控制步长调谐，方便运行
•独特的低温制冷技术
•优良的光束质量
产品应用
•激光同位素分离
•精密光谱学
•紫外光刻技术
产品规格
型号Jupiter-H Jupiter-L
平均输出功率7W 10mJ(800nm),4mJ(900nm),
3mJ(700nm)
脉冲宽度15ns15ns
线宽0.4pm(0.2GHz)1nm
波长调谐范围780~820nm700~900nm 稳定性<1%(rms)<1%(rms)
重复频率1kHz,5kHz,10kHz10Hz,1kHz(取决泵浦激光)光斑大小 2.5mm2mm
发散角<1mrad<1mrad
空间模式TEM00TEM00
光束指向性<50μrad/100nm<50μrad/100nm
光束质量M2<1.1M2<1.1
偏振态水平偏振水平偏振
工作环境工作温度：室温，水冷。
温度变化不大于2°C，优于万级以上超净室。
DFB 激光器性能参数2005/3/7/11:54DFB激光器是在FP激光器的基础上采用光栅虑光器件使器件只有一个纵模输出，此类器件的特点：输出光功率大、发散角较小、光谱极窄、调制速率高，适合于长距离通信。
多用在1550nm波长上，速率为2.5G以上。
DFB激光器有以下性能参数：工作波长：激光器发出光谱的中心波长。
边模抑制比：激光器工作主模与最大边模的功率比。
-20dB光谱宽度：由激光器输出光谱的最高点降低20dB处光谱宽度。
阈值电流：当器件的工作电流超过阈值电流时激光器发出相干性很好的激光。
输出光功率：激光器输出端口发出的光功率。
其典型参数见下表所示：普通结构的分布反馈半导体激光器(DFB-LD)，在高速调制状态下会发生多模工作现象，从而限制了传输速率。
因此，设计和制作在高速调制下仍能保持单纵模工作的激光器是十分重要的，这类激光器统称为动态单模(DSM)半导体激光器。
实现动态单纵模工作的最有效的方法之一，就是在半导体激光器内部建立一个布拉格光栅，依靠光栅的选频原理来实现纵模选择。
分布反馈半导体激光器的特点在于光栅分布在整个谐振腔中，光波在反馈的同时获得增益。
因为DFB-LD的谐振腔具有明显的波长选择性，从而决定了它们的单色性优于一般的FP-LD。
在DFB-LD中存在两种基本的反馈方式，一种是折射率周期性变化引起的布拉格反射，即折射率耦合(Index-Coupling)，另一种为增益周期性变化引起的分布反馈，即增益耦合(Gain-Coupling)。
与依靠两个反射端面来形成谐振腔的FP-LD相比，DFB-LD可能激射的波长所对应的谐振腔损耗是不同的，也就是说DFB-LD的谐振腔本身具有选择模式的能力。
在端面反射为零的理想情况下，理论分析指出：折射率耦合DFB-LD在与布拉格波长相对称的位置上存在两个谐振腔损耗相同且最低的模式，而增益耦合DFB-LD恰好在布拉格波长上存在着一个谐振腔损耗最低的模式。
![一种高功率窄线宽拉曼光纤激光器[发明专利]](https://uimg.taocdn.com/5815ed334531b90d6c85ec3a87c24028915f8563.webp)
专利名称：一种高功率窄线宽拉曼光纤激光器专利类型：发明专利
发明人：王振华,白航宇,崔索超,陈炯,王小兵申请号：CN202111448565.2
申请日：20211130
公开号：CN114336238A
公开日：
20220412
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种高功率窄线宽拉曼光纤激光器，包括通过无源光纤顺序连接的DFB半导体激光器、第一光纤隔离器、第一光纤耦合器、第一波分复用器、第一单模光纤和第二单模光纤、第二波分复用器、第二光纤耦合器和用于保护光纤的光纤输出接头，第一单模光纤和第二单模光纤之间连接有第二光纤隔离器，第一光纤耦合器和第二光纤耦合器上还分别连接有第一光电探测器和第二光电探测器，第一波分复用器和第一单模光纤之间连接有1570nm泵浦激光器，第二单模光纤和第二波分复用器之间还连接有吸收盒；本发明采用多级窄线宽拉曼光纤放大，并对每一级放大进行优化，可以更好地抑制受激布里渊散射，提高激光器输出功率。
申请人：华中光电技术研究所(中国船舶重工集团公司第七一七研究所)
地址：430000 湖北省武汉市洪山区雄楚大街981号
国籍：CN
代理机构：武汉凌达知识产权事务所(特殊普通合伙)
代理人：刘念涛
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DFB分布式反馈激光器091041A 谢伟超DFB( Distributed Feedback Laser)，即分布式反馈激光器，其不同之处是内置了布拉格光栅（Bragg Grating），属于侧面发射的半导体激光器。
DFB激光器将布拉格光栅集成到激光器内部的有源层中（也就是增益介质中），在谐振腔内即形成选模结构，可以实现完全单模工作。
目前，DFB激光器主要以半导体材料为介质，包括锑化镓(GaSb）、砷化镓（GaAs）、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。
DFB激光器最大特点是具有非常好的单色性（即光谱纯度），它的线宽普遍可以做到1MHz以内，以及具有非常高的边摸抑制比（SMSR），目前可高达40-50dB以上。
设计和制作在高速调制下仍能保持单纵模工作的激光器是十分重要的，这类激光器统称动态单模半导体激光器。
实现动态单纵模工作的最有效的方法之一，就是在半导体激光器内部建立一个布拉格光栅，靠光栅的反馈来实现纵模选择。
这种结构还能够在更宽的工作温度和工作电流范围内抑制模式跳变，实现动态单模。
分布反馈半导体激光器（DFB－LD）,在DFB－LD中，光栅分布在整个谐振腔中，所以称为分布反馈。
因为采用了内部布拉格光栅选择波长，所以DFB－LD的谐振腔损耗有明显的波长依存性，这一点决定了它在单色性和稳定性方面优于一般的F－P腔激光器。
结构及工作机理DFB激光器的激光振荡不是靠F—P腔来实现，而是依靠沿纵向等间隔分布的光栅所形成的光耦合，如图2—81所示。
图中光栅的周期为A，称为栅距。
当电流注入激光器后，有源区内电子——空穴复合，辐射出能量相应的光子，这些光子将受到有源层表面每一条光栅的反射。
在DFB激光器的分布反馈中，此时的反射是布拉格发射，光栅的栅条间入射光和反射光的方向恰好相反。
满足上式的那些特定波长的光才会受到强烈反射，从而实现动态单纵模工作。
式也称为分布反馈条件（一般m取1）。
DFB－LD的光栅是完全均匀对称的，使得其发光出现了两个主模同时振荡的现象。
FBG、DFB、FP三类激光器的比较分析FP:Fabry-perot法布里-珀罗，就是说LD内有法布里-珀罗谐振腔；fp是F-P 腔的，多纵模。
DFB：DistributeFeedback分布反馈式.DFBLD与FPLD的主要区别在于它没有集总反射的谐振腔反射镜，它的反射机构是由有源区波导上的Bragg光栅提供的。
DFB是分布式负反馈的，单纵模。
FBG：Fiber Bragg Grating即光纤布拉格光栅。
DFB激光器性能参数DFB激光器是在FP激光器的基础上采用光栅虑光器件使器件只有一个纵模输出，此类器件的特点：输出光功率大、发散角较小、光谱极窄、调制速率高，适合于长距离通信。
多用在1550nm波长上，速率为2.5G以上。
DFB激光器有以下性能参数：工作波长：激光器发出光谱的中心波长。
边模抑制比：激光器工作主模与最大边模的功率比。
-20dB光谱宽度：由激光器输出光谱的最高点降低20dB处光谱宽度。
阈值电流：当器件的工作电流超过阈值电流时激光器发出相干性很好的激光。
输出光功率：激光器输出端口发出的光功率。
其典型参数见下表所示：FP激光器FP激光器是以FP腔为谐振腔，发出多纵模相干光的半导体发光器件。
这类器件的特点；输出光功率大、发散角较小、光谱较窄、调制速率高，适合于较长距离通信。
FP激光器有以下性能参数：工作波长：激光器发出光谱的中心波长。
光谱宽度：多纵模激光器的均方根谱宽。
阈值电流：当器件的工作电流超过阈值电流时激光器发出相干性很好的激光。
输出光功率：激光器输出端口发出的光功率。
典型参数见下表所示：FBG激光器在纤芯内形成的空间相位周期性分布的光栅，其作用的实质就是在纤芯内形成一个窄带的（透射或反射）滤波器或反射镜。
利用这一特性可制造出许多性能独特的光纤器件。
这些器件具有反射带宽范围大、附加损耗小、体积小，易与光纤耦合，可与其它光器件兼容成一体，不受环境尘埃影响等一系列优异性能。
目前应用主要集中在光纤通信领域（光纤激光器、光纤滤波器）和光纤传感器领域（位移、速度、加速度、温度的测量）。
窄线宽光纤激光器的应用单频光纤激光器具有线宽超窄、频率可调、相干长度超长以及噪声超低等独特性能，借用微波雷达上的FMCW技术可对超远距离的目标进行超高精度的相干探测，从而会改变市场对光纤传感、激光雷达和激光测距等固有观念，继续把激光器应用革命进行到底。
光库通讯提供的单频光纤激光器拥有世界上独一无二的美国专利技术，可以十分低地成本解决激光光束质量和激光功率的矛盾，从而研制出了该款极具竞争优势的单频可调光纤激光器。
关键词：5cm腔长 FMCW 混频相干探测AFR光纤激光器的特点光库通讯提供的1550nm光纤激光器最大的特点就是线宽超窄至2Khz，频率稳定性好于10Mhz，具有超长相干长度和超低噪声，就是比世界上最好的DFB激光器都高出2个数量级。
该款激光器输出功率可达150mW，边模抑制比高于50dB，热调协范围20Ghz，同时兼备50Mhz/V的线性PZT调制功能。
除了对人眼安全的1550nm激光器外，光库通讯还提供同样性能的1000nm左右的光纤激光器，同时2000nm 的光纤激光器也正在计划之中。
将来，光库通讯还会推出波长覆盖1000-1550nm全光纤化的单频、高功率脉冲光纤激光器。
欢迎您的关注。
核心技术请见图1为我们激光器的结构图，激光器腔由左右两端的光纤光栅和中间极短的有源光纤组成。
该设计方案充分利用了我们美国合作方的专利技术，高浓度、铒/镱离子共掺有源光纤可以确保我们的激光器的腔长度少于5cm，这是传统光纤技术所不可能完成的任务！如此短的腔长极合适超高稳定性和跳模自由的单频激光工作。
该种激光器的线宽典型值为2Khz，而且都是线偏光输出。
结构紧凑和高稳定性能的光纤激光器就可以在如此短的激光腔基础上完成制作。
图1：激光器结构在光纤传感中的应用光库通讯的超窄线宽光纤激光器可以应用于分布式光纤传感系统，对远至10公里的目标进行探测、定位和分类。
它的基本应用原理就是频率调制连续波技术（FMCW），该技术能为核电站，石油/天然气管道，军事基地以及国防边界提供低成本的、全分布式的传感安全保护。
DFB（Distributed Feedback）激光器是一种特殊类型的激光器，它的输出波长由周期性的光栅结构控制。
要计算DFB激光器的透射谱，需要考虑其结构和工作原理。
以下是计算DFB 激光器透射谱的一般步骤：
理解DFB激光器结构：首先，您需要理解DFB激光器的结构，包括反馈光栅的特点。
DFB 激光器通常包括半导体材料、波导和周期性的光栅。
计算反馈光栅的周期：反馈光栅的周期决定了DFB激光器的输出波长。
根据反馈光栅的参数，可以使用适当的数学公式来计算周期。
应用布拉格条件：反馈光栅的周期必须满足布拉格条件，以实现光的反馈和放大。
布拉格条件表明，反射光波长等于光栅的周期乘以2倍的折射率。
因此，可以使用以下公式计算DFB激光器的输出波长：
λ= 2 * Λ* n_eff
其中，λ是输出波长，Λ是反馈光栅的周期，n_eff是波导中的等效折射率。
考虑波导特性：波导中的等效折射率（n_eff）通常取决于波导材料的折射率、波导宽度和高度等参数。
根据具体情况，您需要确定n_eff的值。
绘制透射谱：使用计算出的波长，您可以绘制DFB激光器的透射谱。
透射谱是一个图形，显示了激光器在不同波长下的透射强度。
您可以使用适当的工具和软件来绘制这个谱。
需要注意的是，DFB激光器的透射谱是受到多种因素影响的，包括光栅的周期、波导的性质、材料特性等。
因此，详细的计算可能需要考虑这些因素，并使用适当的数值方法和模拟工具来进行精确计算。
最终的透射谱将展示DFB激光器的输出波长和光谱特性，对于激光器的设计和性能评估非常有用。
半导体分布反馈激光器半导体分布反馈激光器是采用折射率周期变化的结构实现谐振腔反馈功能的半导体激光器。
这种激光器不仅使半导体激光器的某些性能（如模式、温度系数等）获得改善，而且由于它采用平面工艺，在集成光路中便于与其他元件耦合和集成。
GaAs－GaAlAs分布反馈激光器已实现室温连续工作，阈值3.4×103安/厘米2(320K)。
282K下得到的最大连续输出功率为40毫瓦。
半导体分布反馈激光器-简介采用折射率周期变化的结构实现谐振腔反馈功能的半导体激光器。
这种激光器不仅使半导体激光器的某些性能（如模式、温度系数等）获得改善，而且由于它采用平面工艺，在集成光路中便于与其他元件耦合和集成。
1970年采用双异质结的GaAs－GaAlAs注入式半导体激光器实现了室温连续工作。
与此同时，贝尔实验室H.利戈尼克等发现在周期结构中可由反向布喇格散射提供反馈，可以代替解理面。
在实验中，最初是把这种结构用于染料激光器，1973年开始用于半导体激光器，1975年GaAs分布反馈激光器已实现室温连续工作。
半导体分布反馈激光器-原理半导体分布反馈激光器的反馈结构是一种周期结构，反馈靠反向布喇格散射提供（见图）。
为了使正向波与反向波之间发生有效的布喇格耦合,要求光栅周期满足布喇格条件:半导体分布反馈激光器，式中λ0是激射波长,Ng是有效折射率，m＝1、2、3、…(相当于耦合级次)。
对于GaAs材料,一级耦合:Λ＝0.115微米。
在实验中，使用3250埃He－Cd激光和高折射率棱镜(nP=1.539)，已制出Λ＝0.11微米的周期结构（见半导体激光二极管）。
1.结构及工作机理DFB激光器的激光振荡不是靠F—P腔来实现，而是依靠沿纵向等间隔分布的光栅所形成的光耦合，如图2—81所示。
图中光栅的周期为A，称为栅距。
当电流注入激光器后，有源区内电子——空穴复合，辐射出能量相应的光子，这些光子将受到有源层表面每一条光栅的反射。
盐城师范学院毕业论文(2011－2012学年度）物电学院电子信息工程专业班级08(3）学号08223129课题名称窄线宽可调谐半导体激光器的驱动电路学生姓名蒋峰指导教师沈法华2012年5月20日目录1、绪论 (3)2、工作原理 (4)2.1半导体激光器原理 (4)2。
2窄线宽原理 (6)2。
3可调谐原理 (8)2。
3。
1 基于电流控制技术 (8)2.3。
2 基于机械控制技术 (9)2.3.3 基于温度控制技术 (9)3、特性参数 (9)3.1工作波长 (9)3.2光谱宽度 (10)3.3功率特性 (10)3。
3.1 小功率 (10)3.3。
2 高功率 (10)3.4频率稳定性 (11)4、可调谐半导体激光器的高精密驱动电源与稳频电路设计 (11)4。
1半导体激光器电路设计原理与实现 (11)4.1。
1 半导体激光器驱动方式简介 (11)4。
1。
2 电路设计指标 (12)4。
1.3 驱动电路设计 (13)4。
2控温电路的设计与实现 (14)4.2.1 基准采样电路 (14)4.2。
2 差分放大电路 (14)4。
2.3 自动控制电路 (14)4。
3控流电路的设计与实现 (15)4.4微分稳频电路的设计与实现 (15)总结 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。
致谢 . (17)参考文献 (17)窄线宽可调谐半导体激光器的驱动电路电子工程专业蒋峰指导教师沈法华摘要: 随着半导体技术的日趋成熟，半导体激光器（LD）以其转换效率高、体积小、重量轻、可靠性高、能直接调制等特点，在科研、工业、军事、医疗等领域得到了日益广泛的应用。
半导体激光器的稳定性取决于驱动电源,电流的起伏会引起光功率的变化，从而影响激光器的性能。
同时，半导体激光器可以通过调节温度、电流等实现其波长的可调谐;通过选模技术可以实现窄线宽输出。
