گریتینگ های فیبر براگ (FBGs) به طور گسترده در کاربردهای مختلف که نیاز به دقت و پایداری طول موج بالایی برای دیودهای لیزر نیمه هادی دارند، استفاده می شود. FBG ها مزایای متعددی از جمله پایداری حرارتی بالا، سهولت یکپارچه سازی و تطبیق پذیری قوی را ارائه می دهند که همه آنها در این مقاله توضیح داده شده اند.
لیزرهای با پهنای خط باریک و طول موج پایدار نقش مهمی در بسیاری از زمینهها مانند سنجش، درمان پزشکی، آنالیز طیفی، تصویربرداری و مخابرات دارند. اگرچه لیزرهای بازتابنده براگ توزیع شده (DBR) و لیزرهای بازخورد توزیع شده (DFB) عملکرد بسیار خوبی دارند، هزینه تولید آنها بیشتر از دیودهای لیزر Fabry-Pero (FP) است، زیرا نیاز به آزمایش فردی قبل از بسته بندی دارند.
علاوه بر این، در مقایسه با گریتینگ های موجبر مورد استفاده در لیزرهای DFB و DBR، FBG ها پایداری و دقت طول موج بالاتری را ارائه می دهند. گریتینگ های حجمی براگ (VBGs) می توانند به عنوان جایگزینی برای FBG ها در کاربردهای خاص عمل کنند، با این حال FBG ها دارای مزایایی در پایداری حرارتی، سادگی یکپارچه سازی و تطبیق پذیری هستند.
لیزرهای پمپ نیمه هادی با توان خروجی بالا و پایدار در طول موج نقش کلیدی در لیزرهای فیبر مدرن، تقویت کننده های فیبر و تقویت کننده های فیبر رامان ایفا می کنند. از آنجایی که رسانه های بهره لیزری به نوسانات طول موج پمپ بسیار حساس هستند، لیزرهای پمپ نیمه هادی با طول موج تثبیت شده با FBG به راه حل اصلی در بازار تبدیل شده اند.
شکل 1 ساختار یک ماژول لیزری پمپ قفل شده با طول موج FBG معمولی را نشان می دهد. در چنین کاربردهایی، FBG بر روی فیبر پیگتیل لیزر پمپ، که معمولاً در فاصله 50 سانتیمتری تا 2 متری از تراشه لیزر قرار دارد، حک میشود.
این سیستم از اجزای نوری همسو یا پیگتیلهای فیبر لنزدار استفاده میکند تا نور ساطع شده از تراشه لیزری نیمهرسانا را به طور موثر به پیگتیل تک حالته متصل کند.
گریتینگ فیبر براگ یک مکانیسم بازخورد خارجی ایجاد می کند، به طور موثر طول موج لیزر را در نزدیکی طول موج مرکزی FBG تثبیت می کند و عرض طیفی خروجی لیزر را باریک می کند. به این ترتیب، ماژول لیزر پمپ هم بازده پمپ بالا و هم پایداری عالی را به دست می آورد.
شکل 1. ماژول پمپ FBG
ساخت یک لیزر حفره خارجی با استفاده از فیبر براگ گریتینگ (FBG) یک راه حل مقرون به صرفه برای افزایش عملکرد لیزرهای کم هزینه است. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، FBG در دم فیبر، معمولا نزدیک به تراشه ساطع کننده، حک شده است و یک لیزر حفره خارجی را تشکیل می دهد.
در مقایسه با دیودهای لیزری معمولی Fabry-Perot، لیزرهای حفره خارجی مبتنی بر FBG نه تنها دارای پهنای خط باریکتری هستند، بلکه سرکوب قویتری از رانش طول موج ناشی از تغییرات دما یا جریان درایو را نشان میدهند - دو عامل رایج که باعث تغییر عملکرد در دیودهای لیزر میشوند.
برای اطمینان از قفل یا تثبیت طول موج کارآمد و قابل اعتماد دیودهای لیزر، سازندگان لیزر باید FBGهایی را انتخاب کنند که مشخصات عملکرد اصلی را برآورده کنند.
تولیدکنندگان دیود لیزری همچنین باید تامینکنندههای FBG قابل اعتماد و بالغی را انتخاب کنند که میتوانند طیف گستردهای از طولموجها و پیکربندیها، از جمله نوع فیبر، فیبر حفظ قطبی (PM) یا فیبر بدون پلاریزاسیون، ابعاد و موارد دیگر را ارائه دهند.
فیبر براگ گریتینگ (FBG) با پایداری حرارتی بالا، سازگاری با یکپارچگی عالی، تطبیق پذیری چند سناریویی و قابلیت کنترل دقیق طول موج، به یک جزء اصلی برای قفل و تثبیت طول موج با دقت بالا در کاربردهای مختلف لیزر نیمه هادی تبدیل شده است. چه برای قفل کردن طول موج در لیزرهای پمپ پرقدرت یا ارتقای عملکرد ماژولهای لیزری کمهزینه، FBG با بهینهسازی مکانیسم بازخورد خارجی به قفل دقیق طول موج و باریک شدن پهنای خط دست مییابد، در حالی که به طور موثر در برابر اختلالات خارجی مانند تغییرات دما و جریان درایو مقاومت میکند.
حق چاپ @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - چین ماژول های فیبر نوری، تولید کنندگان لیزرهای جفت فیبر، تامین کنندگان اجزای لیزر کلیه حقوق محفوظ است.
