Mengapa Penguncian Panjang Gelombang FBG Kekal Dominan untuk laser pam 980 nm Berkuasa Tinggi

Mengapa Penguncian Panjang Gelombang FBG Kekal Mendominasi untuk laser pam 980 nm Berkuasa Tinggi Walaupun Laser DFB Menyampaikan Penstabilan Panjang Gelombang CemerlangDalam komunikasi optik, laser Maklum Balas Teragih (DFB) berfungsi sebagai sumber cahaya arus perdana untuk penghantaran berkelajuan tinggi DWDM, komunikasi koheren dan sistem pengukuran optik ketepatan, berkat operasi lebar-lebar-panjang-sempit, lebar-lebar tunggal yang sempit Nisbah (SMSR), dan kestabilan panjang gelombang yang luar biasa.

Walau bagaimanapun, mengenai laser pam berkuasa tinggi yang beroperasi pada 980 nm dan 1480 nm, sebahagian besar produk komersial menggunakan laser Fabry-Perot (FP) ditambah dengan seni bina pengunci panjang gelombang Fiber Bragg Grating (FBG), dan bukannya laser DFB kendiri.

Artikel ini menganalisis sebab laser DFB, walaupun keupayaan mengunci panjang gelombangnya yang unggul, telah gagal untuk menguasai pasaran laser pam berkuasa tinggi daripada tiga dimensi: struktur cip laser, prestasi kuasa dan keperluan aplikasi. Bagaimana Laser DFB Mencapai Output Panjang Gelombang Yang Stabil Rongga resonan laser FP konvensional dibentuk oleh dua muka terbelah. Walaupun mudah dan murah untuk difabrikasi, laser FP mengalami hanyut panjang gelombang yang teruk disebabkan oleh variasi suhu, mendorong turun naik semasa dan maklum balas optik luaran, sering berayun merentasi berbilang mod membujur serentak.

Sebaliknya, laser DFB menyepadukan parut Bragg berkala terus dalam cip semikonduktor. Kisi memberikan maklum balas optik selektif panjang gelombang yang mengekang pengikat kepada mod membujur tunggal dan menyekat semua mod resonans yang bersaing.

Berbanding dengan laser FP standard, laser DFB menampilkan merit utama seperti di bawah:

· Pelepasan mod tunggal-membujur

· Lebar garis spektrum optik sempit

· SMSR tinggi

· Kestabilan panjang gelombang yang unggul

Disebabkan kelebihan ini, laser DFB ialah sumber isyarat pilihan untuk komunikasi optik berkelajuan tinggi, sistem DWDM, dan penderiaan gentian optik & aplikasi metrologi laser.

Mengapa laser pam Kuasa Tinggi Jarang Mengguna pakai Cip DFB Berdiri Ramai pengamal industri menimbulkan persoalan semula jadi:

Jika teknologi DFB memberikan penstabilan panjang gelombang yang boleh dipercayai, mengapakah hampir semua laser pam 980 nm bergantung pada penyelesaian FP+FBG?

Sebab teras terletak pada keutamaan prestasi teras yang berbeza merentas senario aplikasi yang berbeza.

Pemancar komunikasi mengutamakan penghantaran data, dengan keperluan ketat pada lebar talian, SMSR, bunyi fasa dan ketepatan panjang gelombang.

Sumber pam untuk Penguat Gentian Berdoping Erbium (EDFA) direka untuk menyampaikan output kuasa optik tinggi yang berterusan dan cekap. Untuk pam sedemikian, kuasa keluaran, kecekapan penukaran kuasa, kebolehpercayaan jangka panjang dan kos pembuatan membawa berat yang lebih besar daripada ketulenan spektrum ultra-tinggi.

Walaupun cip DFB berkuasa tinggi boleh dilaksanakan secara teknikal, meningkatkan kuasa keluaran memperkenalkan kerumitan drastik dalam reka bentuk epitaxial cip, pengurusan haba dan pengeluaran besar-besaran, meningkatkan kos pengeluaran dan menjejaskan konsistensi kelompok ke kelompok.

Untuk aplikasi pam 980 nm berkuasa tinggi, industri itu mengutamakan cip FP dengan struktur yang lebih ringkas yang sedia menyokong operasi berkuasa tinggi, dipasangkan dengan FBG luaran untuk mengunci panjang gelombang operasi.

Mekanisme Penguncian Panjang Gelombang FBGsA Fiber Bragg Grating (FBG) ialah bahagian gentian optik dengan modulasi indeks biasan berkala yang tertera pada terasnya. Ciri penentunya ialah pemantulan tinggi jalur sempit berpusat pada panjang gelombang Bragg yang ditetapkan, manakala cahaya di luar jalur laluan ini memancar melalui tanpa halangan.

Dalam konfigurasi FP+FBG, FBG direka pada gentian pigtail laser untuk membentuk rongga resonan luaran bersama-sama dengan cip FP.

Cip FP mula-mula memancarkan sinaran spontan dan rangsangan jalur lebar. Apabila cahaya merambat ke dalam FBG, hanya foton berhampiran panjang gelombang pusat sasaran yang dipantulkan semula ke dalam rongga FP untuk ayunan yang berterusan; semua panjang gelombang luar jalur ditapis keluar.

Maklum balas terpilih yang berulang memaksa laser untuk melas dengan stabil pada panjang gelombang Bragg FBG.

Skim penguncian rongga luaran ini mengoptimumkan prestasi spektrum laser FP kosong dengan ketara, memberikan penambahbaikan berikut:

· Panjang gelombang pengikat pusat yang stabil

· Lebar spektrum menyempit

· Mengurangkan hanyutan haba panjang gelombang

· Meningkatkan imuniti panjang gelombang terhadap pemacu variasi semasa

Oleh itu, seni bina FP+FBG mengimbangi dua sasaran prestasi kritikal: kuasa keluaran tinggi dan panjang gelombang pengikat yang stabil. Mengapa Penguncian FBG Adalah Universal untuk laser pam 980 nm Penggunaan utama laser pam 980 nm ialah sistem EDFA. Ion erbium mempamerkan kecekapan penyerapan puncak sekitar 976 nm. Hanyutan panjang gelombang yang teruk bagi sumber pam yang dicetuskan oleh suhu atau arus pemacu akan membawa kepada lata kemerosotan prestasi:

· Mengurangkan kecekapan penyerapan ion erbium

· Keuntungan penguatan optik yang lebih rendah

· Angka hingar yang tinggi

· Prestasi sistem keseluruhan merosot

Oleh itu, laser pam mesti mengekalkan kestabilan panjang gelombang pusat jangka panjang yang tepat di samping output kuasa tinggi. Reka bentuk berkunci FBG memegang panjang gelombang pengikat dengan ketat sekitar 976 nm sambil mengekalkan kuasa optik yang tinggi dan kebolehpercayaan jangka panjang yang teguh, menjadikannya laluan teknikal yang paling matang dan diterima pakai secara meluas untuk modul pam 980 nm berkuasa tinggi komersial. Panduan Pemilihan: Laser DFB lwn. FP+FBG LaserTiada seni bina memegang keunggulan mutlak; setiap satu dioptimumkan untuk permintaan aplikasi yang berbeza.

Seperti yang ditunjukkan di atas, laser DFB cemerlang sebagai pemancar isyarat berkualiti tinggi, manakala peranti FP+FBG lebih sesuai untuk aplikasi pam yang memerlukan kuasa tinggi dan operasi panjang gelombang yang stabil.

Laser rongga luaran berasaskan DFB dan FBG bukanlah teknologi yang bersaing, tetapi dua laluan teknikal matang yang dioptimumkan untuk kes penggunaan berasingan.

Untuk sistem komunikasi optik berkelajuan tinggi, laser DFB kekal sebagai penyelesaian pemancar yang optimum, memanfaatkan lebar talian sempit, SMSR tinggi dan kestabilan panjang gelombang yang luar biasa.

Untuk laser pam 980 nm berkuasa tinggi, skim FP+FBG mencapai kuasa keluaran tinggi, prestasi pelesapan haba yang unggul dan daya saing kos sambil mengekalkan ketepatan penguncian panjang gelombang yang mencukupi, yang menyumbang kepada kedudukan pasaran dominannya hari ini.

Tiada teknologi laser yang unggul secara universal untuk semua senario—hanya penyelesaian optimum yang disesuaikan dengan keperluan sistem tertentu. Menguasai logik reka bentuk di sebalik seni bina teknikal yang berbeza membolehkan pemilihan sumber laser yang tepat sejajar dengan spesifikasi sistem anda.