Lưới Bragg sợi (FBG) được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng khác nhau đòi hỏi độ chính xác và độ ổn định bước sóng cao cho điốt laser bán dẫn. FBG mang lại nhiều ưu điểm, bao gồm độ ổn định nhiệt cao, dễ tích hợp và tính linh hoạt mạnh mẽ, tất cả đều được trình bày chi tiết trong bài viết này.
Laser có băng thông hẹp và bước sóng ổn định đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như cảm biến, điều trị y tế, phân tích quang phổ, hình ảnh và viễn thông. Mặc dù laser Phản xạ Bragg phân tán (DBR) và laser Phản hồi phân tán (DFB) mang lại hiệu suất tuyệt vời nhưng chi phí sản xuất của chúng cao hơn so với điốt laser Fabry-Perot (FP), vì chúng yêu cầu thử nghiệm riêng lẻ trước khi đóng gói.
Ngoài ra, so với các cách tử ống dẫn sóng được sử dụng trong laser DFB và DBR, FBG mang lại độ ổn định và độ chính xác bước sóng vượt trội. Lưới Bragg khối lượng (VBG) có thể đóng vai trò thay thế cho FBG trong một số ứng dụng nhất định, tuy nhiên FBG có lợi thế về độ ổn định nhiệt, tính đơn giản tích hợp và tính linh hoạt.
Laser bơm bán dẫn có công suất đầu ra cao, ổn định bước sóng đóng vai trò quan trọng trong laser sợi quang, bộ khuếch đại sợi quang và bộ khuếch đại sợi Raman hiện đại. Do phương tiện khuếch đại laser rất nhạy cảm với sự dao động của bước sóng bơm, nên laser bơm bán dẫn bước sóng ổn định FBG đã trở thành giải pháp chủ đạo trên thị trường.
Hình 1 minh họa cấu trúc của mô-đun laser bơm khóa bước sóng FBG điển hình. In such applications, the FBG is inscribed on the pigtail fiber of the pump laser, typically positioned at a distance of 50 cm to 2 m from the laser chip.
Hệ thống này sử dụng các thành phần quang học chuẩn trực hoặc các bím tóc sợi thấu kính để ghép ánh sáng phát ra từ chip laser bán dẫn vào bím tóc đơn chế độ một cách hiệu quả.
Lưới Bragg sợi quang thiết lập cơ chế phản hồi bên ngoài, ổn định hiệu quả bước sóng laser gần bước sóng trung tâm FBG và thu hẹp độ rộng phổ đầu ra của tia laser. Bằng cách này, mô-đun laser bơm đạt được cả hiệu suất bơm cao và độ ổn định tuyệt vời.
Hình 1. Mô-đun bơm FBG
Constructing an external cavity laser using a Fiber Bragg Grating (FBG) is a cost-effective solution to enhance the performance of low-cost lasers. Như được hiển thị trong Hình 1, FBG được ghi trong đuôi sợi, thường nằm gần chip phát ra, tạo thành tia laser khoang bên ngoài.
So với điốt laser Fabry-Perot thông thường, laser khoang ngoài dựa trên FBG không chỉ có băng thông hẹp hơn mà còn thể hiện khả năng triệt tiêu mạnh mẽ hơn độ trôi bước sóng do sự thay đổi nhiệt độ hoặc dòng điện truyền động — hai yếu tố phổ biến gây ra sự thay đổi hiệu suất ở điốt laser.
Để đảm bảo khóa hoặc ổn định bước sóng hiệu quả và đáng tin cậy của điốt laser, các nhà sản xuất laser phải chọn FBG đáp ứng các thông số hiệu suất cốt lõi.
Các nhà sản xuất diode laser cũng nên chọn các nhà cung cấp FBG đáng tin cậy và trưởng thành về mặt kỹ thuật, có thể cung cấp nhiều lựa chọn về bước sóng và cấu hình, bao gồm loại sợi, sợi duy trì phân cực (PM) hoặc sợi duy trì không phân cực, kích thước, v.v.
Với độ ổn định nhiệt cao, khả năng tương thích tích hợp tuyệt vời, tính linh hoạt trong nhiều tình huống và khả năng kiểm soát bước sóng chính xác, Fiber Bragg Grated (FBG) đã trở thành thành phần cốt lõi để khóa và ổn định bước sóng có độ chính xác cao trong các ứng dụng laser bán dẫn khác nhau. Cho dù để khóa bước sóng trong laser bơm công suất cao hay nâng cấp hiệu suất của mô-đun laser chi phí thấp, FBG đều đạt được khả năng khóa bước sóng chính xác và thu hẹp băng thông đường truyền bằng cách tối ưu hóa cơ chế phản hồi bên ngoài, đồng thời chống lại các nhiễu loạn bên ngoài một cách hiệu quả như nhiệt độ và sự thay đổi dòng điện điều khiển.
Bản quyền @ 2020 Công ty TNHH Công nghệ Quang học Hộp Thâm Quyến - Mô-đun sợi quang Trung Quốc, Nhà sản xuất Laser ghép sợi quang, Nhà cung cấp linh kiện Laser Mọi quyền được bảo lưu.
