窄线宽DFB激光器

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。

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。