分布式反馈激光器精选课件.ppt
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1、L/O/G/O关于分布式反关于分布式反馈馈激光激光器器第一页,本课件共有25页目录目录分布式反馈激光器的相关理论分布式反馈激光器的相关理论 分布式反分布式反馈激光器的制造技激光器的制造技术 分布式反馈激光器的性能特点分布式反馈激光器的性能特点纳米级的分布式反馈激光器纳米级的分布式反馈激光器 4123第二页,本课件共有25页分布式反馈激光器的提出:分布式反馈激光器的提出:前面描述的激光器的光学反馈都是基于一对反射面的,但是在光学集成光路中,很难形成这样的反射面。有两种解决办法:有两种解决办法:可以通过刻蚀技术形成反射面,但晶片的的表面就会被破坏,使得电气连接和散热器的制造变得很困难。利用分布式反
2、馈激光器第三页,本课件共有25页15.1 理论基础理论基础为了保持波前的相位相干性而且避免相消干涉,光线的路程差必须为波长的整数倍。即满足:第四页,本课件共有25页15.1 理论基础理论基础 为了能够在激光器中通过光栅 实现180。的反射,只需要满足此时,式(15.1)变成式(15.2)(15.2)得到真空中的波长为第五页,本课件共有25页15.1 理论基础理论基础影响光功率的因素:波导层厚度,光栅的深度,光栅区的长度。可见,反射光功率在数学上就很复杂,可采用耦合模理论。假设光被弱耦合进入光栅中。第六页,本课件共有25页Yariv 4 给出了耦合系数:其中l为耦合模的阶数:式子(15.5)满足
3、(15.3)布拉格条件,布拉格反射能够发生。15.1 理论基础理论基础第七页,本课件共有25页15.1 理论基础理论基础对于一阶模(l=1),光被限制在z方向传播,入射波,反射波振幅为:第八页,本课件共有25页15.1 理论基础理论基础对于高阶模,一部分光被耦合到z轴外,如下图所示。第九页,本课件共有25页15.1 理论基础理论基础Scifres et al.6 分析了高阶模的反射情况。此时,光栅周期常数为:为了保证输出 具有相同的相位,需要满足:由几何关系可知第十页,本课件共有25页15.1 理论基础理论基础对于二阶模,我们可以得到:分析:当 时,光前向传播,当 时,光后向传播,当 1 时,
4、光波垂直于波导表面传播。见图15.4其它高阶模的分析类似。第十一页,本课件共有25页15.1 理论基础理论基础分布式反馈产生激光分布式反馈产生激光光波在光栅结构中能够产生180。的反射,如果光传播的介质有光增益,分布式反馈就能产生激光,假设煤质的指数增益常数为 :入射光和反射光的振幅为:第十二页,本课件共有25页15.1 理论基础理论基础DFB激光器的振荡条件:当增益比较大时,振荡模频率可以写成:最后得到振荡频率为:模式频率间隔为:在布拉格频率时无振荡产生第十三页,本课件共有25页15.2 制造技术制造技术DFB激光器的光栅结构通常在波导表面掩膜,刻蚀形成。但是,在制造过程中产生的晶格损伤会降
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