DFB 激光器是在激光諧振器的一部分中集成了衍射光柵的激光器。
DFB 是 Distributed FeedBack 的縮寫,譯為 “分布反饋"。它屬于激光二極管的一種,特點(diǎn)是輸出波長(zhǎng)穩(wěn)定。由于二極管層的邊界處設(shè)有衍射光柵,因此僅能放大并輸出特定波長(zhǎng)的光。
通過(guò)放大單一波長(zhǎng),DFB 激光器的光譜寬度較窄,能夠光信號(hào)的光譜效率,同時(shí)將與其他信號(hào)的干擾降至低。它適用于高密度信息傳輸及多信號(hào)同時(shí)傳輸,且頻率穩(wěn)定性高,有利于提升信號(hào)質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速度。
DFB 激光器的應(yīng)用場(chǎng)景廣泛,以下為主要示例:
DFB 激光器在光纖通信中應(yīng)用廣泛。其單一波長(zhǎng)的特性可將信息損耗降至低,且頻率穩(wěn)定性高、功耗低,在長(zhǎng)距離通信中具備顯著優(yōu)勢(shì)。
長(zhǎng)距離光纖通信為抑制損耗,會(huì)選擇光纖傳輸損耗較小的波長(zhǎng)。光纖損耗隨光波長(zhǎng)差異較大,目前 1.3μm 波段和 1.5μm 波段的波長(zhǎng)應(yīng)用普遍。其中 1550nm 波長(zhǎng)的光損耗最小,是長(zhǎng)波長(zhǎng) DFB 激光器的代表性波長(zhǎng)。
DFB 激光器常被用于內(nèi)窺鏡,以觀察體內(nèi)組織和器官。它作為內(nèi)窺鏡的光源,能發(fā)出高質(zhì)量的光,且兼具緊湊型設(shè)計(jì)和高可靠性,非常適合作為內(nèi)窺鏡光源使用。
DFB 激光器也可應(yīng)用于氣體分析。通過(guò)生成特定波長(zhǎng)的光,測(cè)量目標(biāo)氣體的吸收光譜,能夠非破壞性地檢測(cè)氣體的種類和濃度。憑借窄光譜寬度的特性,DFB 激光器可實(shí)現(xiàn)高靈敏度、高精度的檢測(cè)。
DFB 激光器內(nèi)部設(shè)有 P 型包層、N 型包層及活性層。P 型包層連接正極,N 型包層連接負(fù)極,其核心特征是在 P 型層與活性層之間構(gòu)建了衍射光柵。
工作時(shí),通過(guò)電極施加正向電壓。電壓作用下,電子和空穴分別從各自的包層進(jìn)入活性層,這些電荷發(fā)生復(fù)合時(shí)便會(huì)產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。光通過(guò)活性層的邊界和反射板實(shí)現(xiàn)放大。
由于 DFB 激光器集成了衍射光柵,僅能反射特定波長(zhǎng)的光,從而僅放大單一波長(zhǎng)的光。這一特性使其在光纖通信、醫(yī)療設(shè)備等多種場(chǎng)景中具有實(shí)用價(jià)值,也是 DFB 激光器被廣泛應(yīng)用的重要原因之一。