可調(diào)諧激光器就是一種在指定范圍其波長可以改變的激光源,有些也允許設(shè)置輸出功率,選擇連續(xù)或調(diào)制功率輸出??烧{(diào)諧激光器具有覆蓋波長范圍寬、較高的邊模抑制比、帶有波長鎖定功能和適于實用化的封裝技術(shù),同時可調(diào)諧激光器內(nèi)部均帶有控制電路,便于控制使用。因此從技術(shù)角度看可調(diào)諧激光器的發(fā)展日益成熟,已達到可以替代傳統(tǒng)激光器。 可調(diào)諧激光器校準方法
可調(diào)諧激光器與其他傳統(tǒng)的固態(tài)激光器相比,具有從近紫外到近紅外的寬波段調(diào)諧范圍,并且其本身尺寸小、線寬窄和光學效率高,這使其在單芯片實驗室、醫(yī)學診斷、皮膚醫(yī)學...[查看全部] 可調(diào)諧激光器的發(fā)展|應(yīng)用
可調(diào)諧激光器是新一代密集波分復(fù)用系統(tǒng)以及全光網(wǎng)絡(luò)中光子交換的關(guān)鍵光電子器件,它的運用使得光纖傳輸系統(tǒng)容量大大增加,靈活性和可擴展性大大增強,目前已經(jīng)實現(xiàn)了寬波長范圍的連續(xù)或準連續(xù)調(diào)諧??烧{(diào)諧激光器發(fā)展現(xiàn)狀
世界各公司和研究機構(gòu)都在積極推進可調(diào)諧激光器的研發(fā)工作,在這一領(lǐng)域也不斷取得新的進展??烧{(diào)諧激光器的性能不斷完善,成本不斷降低。目前可調(diào)諧激光器主要分為兩大類:半導體可調(diào)諧激光器和可調(diào)諧光纖激光器。
半導體激光器是目前光通信系統(tǒng)中Z為重要的光源,具有體積小,重量輕,轉(zhuǎn)換效率高,省電等特點,便于與其他器件實現(xiàn)單片光電子集成??煞譃榭烧{(diào)諧分布反饋激光器、分布布拉格反射鏡激光器、微電機系統(tǒng)垂直腔面發(fā)射激光器和外腔半導體激光器。
可調(diào)諧光纖激光器作為增益介質(zhì)的摻雜光纖工藝的成熟以及作為泵浦源的半導體激光二極管的發(fā)展極大地推動了光纖激光器的發(fā)展??烧{(diào)諧激光器是基于摻餌光纖80nm增益帶寬,在回路中加入濾波元件來控制激光器的激射波長,實現(xiàn)波長的調(diào)諧。
國際上對可調(diào)諧半導體激光器的研制十分活躍,進展也很快。隨著可調(diào)諧激光器在成本和性能方面與固定波長激光器的逐步接近,必然會越來越多地應(yīng)用于通信系統(tǒng),并在未來的全光網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用??烧{(diào)諧激光器的發(fā)展前景
可調(diào)諧激光器的類型比較多,一般都是在各種單一波長激光器基礎(chǔ)上進一步引入波長調(diào)諧機構(gòu)發(fā)展而成的,目前國際上已有部分商品供應(yīng)市場。除了研制連續(xù)光可調(diào)諧激光器外,具有集成其他功能的可調(diào)諧激光器也已經(jīng)有了報道,如VCSEL與電吸收調(diào)制器單片集成的可調(diào)諧激光器,取樣光柵布拉格反射器與半導體光放大器、電吸收調(diào)制器集成的激光器等。
Z近報道了同時集成有放大器和調(diào)制器的取樣光柵布拉格反射器,目前的工作還集中在通過不斷改進工藝實現(xiàn)波長穩(wěn)定、輸出功率大、高邊模抑制比等靜態(tài)特性,同時對可調(diào)諧激光器調(diào)制特性進行研究,以滿足DWDM、光電集成(O... 查看全文 與可調(diào)諧激光器的發(fā)展|應(yīng)用相關(guān)文章 可調(diào)諧激光器的發(fā)展|應(yīng)用 可調(diào)諧激光器的原理
可調(diào)諧激光器是指在一定范圍內(nèi)可以連續(xù)改變激光輸出波長的激光器??烧{(diào)諧激光器的用途廣泛,可用于光譜學、光化學、醫(yī)學、生物學、集成光學、污染監(jiān)測、半導體材料加工、信息處理和通信等??烧{(diào)諧激光器的實現(xiàn)技術(shù)
可調(diào)諧激光器從實現(xiàn)技術(shù)上看主要分為:電流控制技術(shù)、溫度控制技術(shù)和機械控制技術(shù)等類型。
可調(diào)諧激光器電控技術(shù)是通過改變注入電流實現(xiàn)波長的調(diào)諧,具有ns級調(diào)諧速度,較寬的調(diào)諧帶寬,但輸出功率較小,基于電控技術(shù)的主要有SG-DBR(采樣光柵DBR)和GCSR(輔助光柵定向耦合背向取樣反射)激光器。
可調(diào)諧激光器溫控技術(shù)是通過改變激光器有源區(qū)折射率,從而改變激光器輸出波長的。該技術(shù)簡單,但速度慢,可調(diào)帶寬窄,只有幾個nm?;跍乜丶夹g(shù)的主要有DFB(分布反饋)和DBR(分布布喇格反射)激光器。
可調(diào)諧激光器機械控制主要是基于MEMS(微機電系統(tǒng))技術(shù)完成波長的選擇,具有較大的可調(diào)帶寬、較高的輸出功率?;跈C械控制技術(shù)的主要有DFB(分布反饋)、ECL(外腔激光器)和VCSEL(垂直腔表面發(fā)射激光器)等結(jié)構(gòu)。
可調(diào)諧激光器基于電流控制原理
基于電流控制技術(shù)的一般原理是通過改變可調(diào)諧激光器內(nèi)不同位置的光纖光柵和相位控制部分的電流,從而使光纖光柵的相對折射率會發(fā)生變化,產(chǎn)生不同的光譜,通過不同區(qū)域光纖光柵產(chǎn)生的不同光譜的疊加進行特定波長的選擇,從而產(chǎn)生需要的特定波長的激光。
一種基于電流控制技術(shù)的可調(diào)諧激光器采用SGDBR結(jié)構(gòu)。
該類型的激光器主要分為半導體放大區(qū)、前布喇格光柵區(qū)、激活區(qū)、相位調(diào)整區(qū)和后布拉格光柵區(qū)。其中前布喇格光柵區(qū)、相位調(diào)整區(qū)和后布喇格光柵區(qū)分別通過不同的電流來改變該區(qū)域的分子分布結(jié)構(gòu),從而改變布喇格光柵的周期特性。
對于在激活區(qū)(Active)產(chǎn)生的光譜,分別在前布喇格光柵區(qū)和后布喇格光柵區(qū)形成頻率分布有較小差異的光譜。對于需要的特定波長的激光,可調(diào)諧... 查看全文 與可調(diào)諧激光器的原理相關(guān)文章 可調(diào)諧激光器的原理 可調(diào)諧激光器的分類
可調(diào)諧激光器就是一種在指定范圍其波長可以改變的激光源,有些也允許設(shè)置輸出功率,選擇連續(xù)或調(diào)制功率輸出??烧{(diào)諧激光器可以方便準確控制頻道間隔,具有波長穩(wěn)定性好、功率穩(wěn)定度高、線寬窄等優(yōu)點,從而達到簡化光網(wǎng)絡(luò)、降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本的目的??烧{(diào)諧激光器的種類
可調(diào)諧激光器按結(jié)構(gòu)可分為四類:分布反饋(DFB)激光器、分布布拉格反射鏡(DBR)激光器、垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)及外腔激光器(ECL)。到目前為止,這四類可調(diào)諧激光器中還沒有哪一個成為明顯的Z受歡迎的產(chǎn)品。Z近的市場趨勢表明,不會只有一種廣泛應(yīng)用的技術(shù)。整個可調(diào)諧激光器市場Z有趣的一件事就是不同的技術(shù)更適合不同的市場需求。
分布反饋(DFB)激光器
目前長距離光纖通信市場應(yīng)用的激光器不是DFB就是DBR激光器——所謂的邊發(fā)射激光器,它們的發(fā)射光與基質(zhì)表面平行,使用內(nèi)部光柵改變波長并使用溫度進行調(diào)諧??烧{(diào)諧激光器芯片的溫度是變化的,這樣可以改變有源材料的折射率,從而改變波長,實現(xiàn)對波長的調(diào)諧。
DFB激光器比較成熟,其缺點是調(diào)諧范圍有限。由于一個DFB激光器無法提供足夠?qū)挼目烧{(diào)諧度,可使用4個或8個DFB激光器組成一個陣列,以覆蓋較寬的波長范圍。因此,DFB激光器比其它可調(diào)諧激光器稍大一些。分布布拉格反射鏡(DBR)激光器
DBR使用與DFB不同的技術(shù)。在DFB中,有源區(qū)與無源區(qū)是連在一起的;而DBR中,二者是分開的。變化的電流加到無源區(qū)以改變折射率激光器的調(diào)諧頻率。DBR有較寬的調(diào)諧范圍及較快的開關(guān)速率,使其更適合長距離應(yīng)用。
CIR市場研究公司光元件高級分析師說:“在我看來,DBR是目前Z好的技術(shù),盡管它在波長穩(wěn)定性方面還存在一定問題。”預(yù)計在未來的通信和CATV共纖傳輸?shù)牟ǚ謴?fù)用系統(tǒng)中,DBR將備受青睞,因為它具有出色的寬帶波長可調(diào)特性。垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)
VCSEL發(fā)射的光與基質(zhì)表面垂... 查看全文 與可調(diào)諧激光器的分類相關(guān)文章 可調(diào)諧激光器的分類 可調(diào)諧激光器校準方法
可調(diào)諧激光器與其他傳統(tǒng)的固態(tài)激光器相比,具有從近紫外到近紅外的寬波段調(diào)諧范圍,并且其本身尺寸小、線寬窄和光學效率高,這使其在單芯片實驗室、醫(yī)學診斷、皮膚醫(yī)學等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景??烧{(diào)諧激光器的參數(shù)
評價可調(diào)諧激光器性能的參數(shù)包括:波長準確度、功率線性度、功率平坦度、功率穩(wěn)定性、波長重復(fù)性、波長穩(wěn)定性、峰值功率、功率重復(fù)性、調(diào)諧速度以及信號噪聲比等。在進行校準時,主要針對可調(diào)諧激光器的波長準確度、功率線性度、功率平坦度、功率穩(wěn)定性以及信號噪聲比這五個基本參數(shù)進行校準。
可調(diào)諧激光器基本參數(shù)的校準
1、校準用標準儀器設(shè)備及其技術(shù)要求
可調(diào)諧激光器校準裝置通常由光波長計、標準光纖功率計(包括標準的探測器)、光譜分析儀以及標準光纖等構(gòu)成。
在校準裝置中Z重要的是一臺高分辨率、高準確度、可溯源的標準光纖功率計。標準光纖功率計應(yīng)滿足校準所要求的波長范圍和功率范圍,根據(jù)實際可調(diào)諧激光器的情況,通常選用的波長范圍為(800~1700)nm,功率范圍為(-90~+10)dBm。裝置中對標準光纖功率計的測量不確定度要求較高,通常含標準光探測器在內(nèi)的標準光纖功率計在定標點處的不確定度要求在2.5%以內(nèi)(在參考條件下)。標準光纖功率計還應(yīng)具有良好的線性。
計量裝置中另外兩個重要組成部分是光波長計和光譜分析儀,作為計量標準的光波長計和光譜分析儀不僅要覆蓋一定的波長范圍、功率范圍,還應(yīng)滿足高分辨率、小的測量不確定度等要求。
裝置中標準光纖的接頭形式應(yīng)與被??烧{(diào)諧激光器,以及標準光纖功率計匹配。對于FC/PC型接頭,其回波損耗不小于45dBc對于APC型接頭,其回波損耗不小于60dBc。通常應(yīng)使用長度不小于2m的單模光纖。
由于一些可調(diào)諧激光器對溫度變化很敏感,所以在校準過程中應(yīng)控制溫度的變化在2℃以內(nèi)。被??烧{(diào)諧激光器必須滿足預(yù)熱時間,達到熱平衡后,才可以進行校準。
2、波長準確... 查看全文 與可調(diào)諧激光器校準方法相關(guān)文章 可調(diào)諧激光器校準方法