分佈反饋

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更新時間: 2013-09-05

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分佈反饋激光器(distributed feedback laser)採用折射率周期變化的結構實現諧振腔反饋功能的半導體激光器。這種激光器不僅使半導體激光器的某些性能(如模式、溫度係數等)獲得改善,而且由於它採用平面工藝,在集成光路中便於與其他元件耦合和集成。

分佈反饋 -產品介紹

分佈反饋激光器

分佈反饋
分佈反饋
 

distributed feedback laser
採用折射率周期變化的結構實現諧振腔反饋功能的半導體激光器。這種激光器不僅使半導體激光器的某些性能(如模式、溫度係數等)獲得改善,而且由於它採用平面工藝,在集成光路中便於與其他元件耦合和集成。

1970年採用雙異質結的GaAs-GaAlAs注入式半導體激光器實現了室溫連續工作。與此同時,貝爾實驗室H.利戈尼克等發現在周期結構中可由反向布喇格散射提供反饋,可以代替解理面。在實驗中,最初是把這種結構用於染料激光器,1973年開始用於半導體激光器,1975年GaAs 分佈反饋激光器已實現室溫連續工作。

材料和泵浦方式 :製作半導體分佈反饋激光器的材料有GaAs-GaAlAsIn、P-InGaAsP、Pb1-xSnxTe和 CdS等。非半導體材料的分佈反饋激光器主要採用染料作為活性介質。泵浦方式主要採用電注入,也採用光泵和電子束激勵。

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分佈反饋 -原理

分佈反饋激光器(distributed feedback laser)採用折射率周期變化的結構實現諧振腔反饋功能的半導體激光器。這種激光器不僅使半導體激光器的某些性能(如模式、溫度係數等)獲得改善,而且由於它採用平面工藝,在集成光路中便於與其他元件耦合和集成。

分佈反饋 -結構

半導體分佈反饋激光器有多種結構,如同質結、單異質結、雙異質結、光和載流子分別限制異質結、溝道襯底平面結構、具有橫向消失場分佈反饋的溝道襯底平面結構、 隱埋異質結、具有橫向消失場分佈反饋的條形隱埋異質結等。周期結構有的是做在激光器表面,有的是在激光器內部的界面,有的則在襯底上。周期結構做在內部界面的激光器,一般需要二次液相外延,或採用液相外延與分子束外延結合的辦法;周期結構做在襯底或表面的激光器則只需一次外延。在有源層和限制層之間皺摺界面處,注入載流子的無輻射複合影響器件低閾值室溫工作。解決這個問題的辦法是:①採用光和載流子分別限制異質結,把皺摺界面與有源層分開;②採用分佈布喇格反散鏡 (DBR)結構,把光柵與有源區分開。

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分佈反饋 -性能

GaAs-GaAlAs分佈反饋激光器已實現室溫連續工作,閾值3.4×103安/厘米2(320K)。 282K下得到的最大連續輸出功率為40毫瓦。蝕刻光柵的表面總是殘留有不完整性,帶來一些散射損耗,因此分佈反饋激光器閾值較高。分佈反饋激光器的優點是具有很好的波長選擇性和單縱模工作。這種選擇性是由布喇格效應對波長的靈敏性產生的,分佈反饋激光器的閾值隨著偏離布喇格波長 λ0而增加。單縱模工作的譜線寬度小於1埃。激射波長隨溫度和電流的變化比較小,例如GaAs-GaAlAs和InP-InGaAsP分佈反饋激光器,激射波長隨溫度的依賴關係約為0.5~0.9┱/K,而相應的解理腔面激光器要大3~5倍。改變光柵周期,可以使激光波長在一定範圍內變化,例如,在一個 GaAs襯底上,已構成由六個具有不同光柵周期的GaAs-GaAlAs分佈反饋二極體組成的頻率復用光源。在一個激光器中製作幾組不同周期的光柵,構成多諧分佈反饋激光器,產生幾個激光波長,也可作為頻率復用光源。


半導體分佈反饋激光器因有上述特點,而且體積小,因而受到人們注意。其中最重要的,是InP-InGaAsP半導體分佈反饋激光器可成為長距離大容量單模光纖通信的理想光源,因為這種激光器在高速調製下也能保持單頻工作(動態單模)。  

 

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