Fiber Bragg Gratings (FBGs) digunakan secara meluas dalam pelbagai aplikasi yang memerlukan ketepatan dan kestabilan panjang gelombang yang tinggi untuk diod laser semikonduktor. FBG menawarkan banyak kelebihan, termasuk kestabilan terma yang tinggi, kemudahan penyepaduan dan kepelbagaian yang kuat, yang semuanya dihuraikan dalam kertas kerja ini.
Laser dengan lebar talian sempit dan panjang gelombang yang stabil memainkan peranan penting dalam banyak bidang seperti penderiaan, rawatan perubatan, analisis spektrum, pengimejan dan telekomunikasi. Walaupun laser Distributed Bragg Reflector (DBR) dan laser Distributed Feedback (DFB) memberikan prestasi cemerlang, kos pengeluarannya lebih tinggi daripada diod laser Fabry-Perot (FP), kerana ia memerlukan ujian individu sebelum pembungkusan.
Selain itu, berbanding dengan jeriji pandu gelombang yang digunakan dalam laser DFB dan DBR, FBG memberikan kestabilan dan ketepatan panjang gelombang yang unggul. Volume Bragg Gratings (VBGs) boleh berfungsi sebagai alternatif kepada FBG dalam aplikasi tertentu, namun FBG mempunyai kelebihan dalam kestabilan terma, kesederhanaan integrasi dan serba boleh.
Laser pam semikonduktor berkuasa output tinggi, panjang gelombang stabil memainkan peranan penting dalam laser gentian moden, penguat gentian dan penguat gentian Raman. Memandangkan media perolehan laser sangat sensitif terhadap turun naik dalam panjang gelombang pam, laser pam semikonduktor panjang gelombang yang distabilkan FBG telah menjadi penyelesaian arus perdana dalam pasaran.
Rajah 1 menggambarkan struktur modul laser pam berkunci panjang gelombang FBG biasa. Dalam aplikasi sedemikian, FBG ditulis pada gentian pigtail laser pam, biasanya diletakkan pada jarak 50 cm hingga 2 m dari cip laser.
Sistem ini menggunakan komponen optik kolimat atau kuncir gentian kanta untuk menggabungkan cahaya yang dipancarkan daripada cip laser semikonduktor ke dalam kuncir mod tunggal dengan cekap.
Grating Fiber Bragg mewujudkan mekanisme maklum balas luaran, secara berkesan menstabilkan panjang gelombang laser berhampiran panjang gelombang pusat FBG dan mengecilkan lebar spektrum keluaran laser. Dengan cara ini, modul laser pam mencapai kecekapan pam yang tinggi dan kestabilan yang sangat baik.
Rajah 1. Modul FBG Pump
Membina laser rongga luaran menggunakan Fiber Bragg Grating (FBG) ialah penyelesaian kos efektif untuk meningkatkan prestasi laser kos rendah. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1, FBG ditulis dalam pigtail gentian, biasanya berdekatan dengan cip pemancar, membentuk laser rongga luaran.
Berbanding dengan diod laser Fabry-Perot konvensional, laser rongga luaran berasaskan FBG bukan sahaja menampilkan lebar talian yang lebih sempit tetapi juga mempamerkan penindasan yang lebih kuat terhadap hanyutan panjang gelombang yang disebabkan oleh variasi suhu atau arus pemacu — dua faktor biasa yang menyebabkan anjakan prestasi dalam diod laser.
Untuk memastikan penguncian panjang gelombang yang cekap dan boleh dipercayai atau penstabilan diod laser, pengeluar laser mesti memilih FBG yang memenuhi spesifikasi prestasi teras.
Pengeluar diod laser juga harus memilih pembekal FBG yang boleh dipercayai dan matang dari segi teknikal yang boleh menawarkan pelbagai pilihan panjang gelombang dan konfigurasi, termasuk jenis gentian, gentian pengekalan polarisasi (PM) atau gentian yang tidak dikekalkan polarisasi, dimensi dan banyak lagi.
Dengan kestabilan haba yang tinggi, keserasian integrasi yang sangat baik, kepelbagaian senario dan keupayaan kawalan panjang gelombang yang tepat, Fiber Bragg Grating (FBG) telah menjadi komponen teras untuk penguncian dan penstabilan panjang gelombang berketepatan tinggi dalam pelbagai aplikasi laser semikonduktor. Sama ada untuk penguncian panjang gelombang dalam laser pam berkuasa tinggi atau peningkatan prestasi modul laser kos rendah, FBG mencapai penguncian panjang gelombang yang tepat dan penyempitan lebar talian dengan mengoptimumkan mekanisme maklum balas luaran, sambil menahan gangguan luaran dengan berkesan seperti suhu dan variasi arus pemacu.
Hak Cipta @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - Modul Gentian Optik China, Pengilang Laser Gandingan Gentian, Pembekal Komponen Laser Hak Cipta Terpelihara.
