Fibre Bragg Gratings (FBG) sunt utilizate pe scară largă în diverse aplicații care necesită precizie mare a lungimii de undă și stabilitate pentru diodele laser semiconductoare. FBG-urile oferă numeroase avantaje, inclusiv stabilitate termică ridicată, ușurință de integrare și versatilitate puternică, toate acestea fiind elaborate în această lucrare.
Laserele cu lățime de linie îngustă și lungime de undă stabilă joacă un rol critic în multe domenii, cum ar fi detectarea, tratamentul medical, analiza spectrală, imagistica și telecomunicațiile. Deși laserele Distributed Bragg Reflector (DBR) și laserele Distributed Feedback (DFB) oferă performanțe excelente, costurile lor de producție sunt mai mari decât cele ale diodelor laser Fabry-Perot (FP), deoarece necesită testare individuală înainte de ambalare.
În plus, în comparație cu rețelele de ghidaj de undă utilizate în laserele DFB și DBR, FBG-urile oferă stabilitate superioară și precizie a lungimii de undă. Volum Bragg Gratings (VBG) poate servi ca alternativă la FBG în anumite aplicații, totuși FBG-urile dețin avantaje în ceea ce privește stabilitatea termică, simplitatea integrării și versatilitatea.
Laserele cu pompă semiconductoare cu putere mare de ieșire și lungime de undă stabilă joacă un rol cheie în laserele moderne cu fibră, amplificatoarele cu fibră și amplificatoarele cu fibră Raman. Deoarece mediile de câștig laser sunt foarte sensibile la fluctuațiile lungimii de undă ale pompei, laserele cu pompă cu semiconductor cu lungime de undă stabilizată cu FBG au devenit soluția principală pe piață.
Figura 1 ilustrează structura unui modul laser cu pompă blocat cu lungimea de undă tipică FBG. În astfel de aplicații, FBG este înscris pe fibra coadă a laserului pompei, poziționată de obicei la o distanță de 50 cm până la 2 m de cipul laser.
Sistemul folosește componente optice colimatoare sau coadă de fibre cu lentile pentru a cupla eficient lumina emisă de cipul laser semiconductor în coada de porc monomod.
O rețea Fiber Bragg stabilește un mecanism de feedback extern, stabilizând efectiv lungimea de undă a laserului lângă lungimea de undă centrală FBG și îngustând lățimea spectrală de ieșire a laserului. În acest fel, modulul laser al pompei atinge atât o eficiență ridicată a pompei, cât și o stabilitate excelentă.
Figura 1. Modulul pompei FBG
Construirea unui laser cu cavitate externă utilizând un Fiber Bragg Grating (FBG) este o soluție rentabilă pentru a îmbunătăți performanța laserelor cu costuri reduse. După cum se arată în Figura 1, FBG este înscris în coada de fibre, de obicei aproape de cipul care emite, formând un laser cu cavitate externă.
În comparație cu diodele laser convenționale Fabry-Perot, laserele cu cavități externe bazate pe FBG nu numai că prezintă o lățime de linie mai îngustă, dar prezintă și o suprimare mai puternică a deplasării lungimii de undă induse de variațiile de temperatură sau de curentul de antrenare - cei doi factori comuni care provoacă schimbări de performanță a diodelor laser.
Pentru a asigura blocarea eficientă și fiabilă a lungimii de undă sau stabilizarea diodelor laser, producătorii de lasere trebuie să selecteze FBG-uri care îndeplinesc specificațiile de bază de performanță.
Producătorii de diode laser ar trebui, de asemenea, să aleagă furnizori FBG fiabili și maturi din punct de vedere tehnic, care pot oferi o selecție largă de lungimi de undă și configurații, inclusiv tipul de fibră, fibre cu menținerea polarizării (PM) sau care nu menține polarizarea, dimensiuni și multe altele.
Cu stabilitatea termică ridicată, compatibilitatea excelentă cu integrarea, versatilitatea în mai multe scenarii și capacitatea de control precis a lungimii de undă, Fiber Bragg Grating (FBG) a devenit o componentă de bază pentru blocarea și stabilizarea lungimii de undă de înaltă precizie în diverse aplicații cu laser semiconductor. Fie pentru blocarea lungimii de undă în laserele cu pompă de mare putere sau îmbunătățirea performanței modulelor laser cu costuri reduse, FBG realizează blocarea precisă a lungimii de undă și îngustarea lățimii de linie prin optimizarea mecanismului de feedback extern, rezistând în același timp eficient la perturbații externe, cum ar fi variațiile de temperatură și curentul de antrenare.
Drepturi de autor @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - Module de fibră optică din China, producători de lasere cuplate cu fibră, furnizori de componente laser Toate drepturile rezervate.
