Неліктен FBG толқын ұзындығын құлыптау жоғары қуатты 980 нм сорғы лазері үшін басым болып қалады

Неліктен FBG толқын ұзындығын құлыптау жоғары қуатты 980 нм сорғы лазері үшін басым болып қала береді, тіпті DFB лазерлері толқын ұзындығын тамаша тұрақтандыруды қамтамасыз етеді Оптикалық байланыстарда Бөлінген кері байланыс (DFB) лазерлері DWDM жоғары жылдамдықты байланыс, оптикалық өлшеу жүйелері және олардың алдын ала өлшеуі үшін негізгі жарық көздері ретінде қызмет етеді. сызық ені, бір бойлық режимде жұмыс, жоғары бүйірлік режимді басу коэффициенті (SMSR) және толқын ұзындығының тамаша тұрақтылығы.

Дегенмен, 980 нм және 1480 нм жұмыс істейтін жоғары қуатты сорғы лазеріне келетін болсақ, коммерциялық өнімдердің басым көпшілігі дербес DFB лазерлерінің орнына Fabry-Perot (FP) лазерін және Fiber Bragg Grating (FBG) толқын ұзындығын құлыптау архитектурасын қолданады.

Бұл мақалада DFB лазерлерінің жоғары толқын ұзындығын құлыптау мүмкіндігіне қарамастан, жоғары қуатты сорғы лазері нарығында үш өлшем бойынша үстемдік ете алмағаны талданады: лазерлік чиптің құрылымы, қуат өнімділігі және қолдану талаптары. DFB лазерлері тұрақты толқын ұзындығына қалай қол жеткізеді. Жасалуы қарапайым және арзан болғанымен, FP лазерлері температураның ауытқуы, токтың ауытқуы және сыртқы оптикалық кері байланыс әсерінен туындаған толқын ұзындығының қатты дрейфіне ұшырайды, көбінесе бір уақытта бірнеше бойлық режимдерде тербеледі.

Керісінше, DFB лазерлері жартылай өткізгіш чиптің ішінде мерзімді Брегг торын біріктіреді. Тор толқын ұзындығы бойынша таңдаулы оптикалық кері байланысты қамтамасыз етеді, ол бір бойлық режимге ластауды шектейді және барлық бәсекелес резонанстық режимдерді басады.

Стандартты FP лазерлерімен салыстырғанда, DFB лазерлері төмендегідей негізгі артықшылықтарға ие:

· Бір бойлық режимді эмиссия

· Тар оптикалық спектрлік сызық ені

· Жоғары SMSR

· Толқын ұзындығының жоғары тұрақтылығы

Осы артықшылықтардың арқасында DFB лазерлері жоғары жылдамдықты оптикалық байланыстар, DWDM жүйелері және талшықты-оптикалық зондтау және лазерлік метрология қолданбалары үшін таңдаулы сигнал көздері болып табылады.

Неліктен жоғары қуатты сорғы лазері дербес DFB чиптерін сирек қабылдайды Көптеген сала мамандары табиғи сұрақ қояды:

Егер DFB технологиясы сенімді толқын ұзындығын тұрақтандыруды қамтамасыз етсе, неге барлық дерлік 980 нм сорғы лазері FP+FBG шешіміне сүйенеді?

Негізгі себеп әртүрлі қолданба сценарийлері бойынша әртүрлі негізгі өнімділік басымдықтарында жатыр.

Байланыс таратқыштары желінің еніне, SMSR, фазалық шу және толқын ұзындығының дәлдігіне қатаң талаптар қоя отырып, деректерді тасымалдауға басымдық береді.

Эрбиум қосылған талшықты күшейткіштерге (EDFA) арналған сорғы көздері үздіксіз, тиімді жоғары оптикалық қуат шығысын беруге арналған. Мұндай сорғылар үшін шығыс қуаты, қуатты түрлендіру тиімділігі, ұзақ мерзімді сенімділік және өндіру құны ультра жоғары спектрлік тазалыққа қарағанда үлкен салмаққа ие.

Жоғары қуатты DFB чиптері техникалық тұрғыдан мүмкін болғанымен, шығыс қуатын ұлғайту чиптің эпитаксиалды дизайнында, термиялық басқаруда және жаппай өндірісте күрт күрделілік туғызады, өндіріс шығындарын арттырады және партиядан партияға сәйкестігін бұзады.

Қуаттылығы жоғары 980 нм сорғы қолданбалары үшін индустрия осылайша жұмыс толқын ұзындығын құлыптау үшін сыртқы FBG-мен жұптастырылған, жоғары қуатты жұмысты оңай қолдайтын қарапайым құрылымдары бар FP чиптерін қолдайды.

FBGsA талшықты Брегг торының толқын ұзындығын құлыптау механизмі (FBG) – өзегіне жазылған мерзімді сыну көрсеткішінің модуляциясы бар оптикалық талшықтың бөлімі. Оның айқындаушы сипаттамасы Брегг толқын ұзындығына негізделген тар жолақты жоғары шағылысу болып табылады, ал бұл өткізу жолағының сыртындағы жарық кедергісіз өтеді.

FP+FBG конфигурациясында FBG FP чипімен бірге сыртқы резонансты қуысты қалыптастыру үшін лазердің пигтейл талшығында жасалады.

FP чипі алдымен кең жолақты өздігінен және ынталандырылған сәуле шығарады. Жарық FBG-ге тараған кезде, тұрақты тербеліс үшін мақсатты орталық толқын ұзындығына жақын фотондар ғана FP қуысына кері шағылысады; барлық диапазоннан тыс толқын ұзындықтары сүзіледі.

Қайталанатын селективті кері байланыс лазерді FBG's Bragg толқын ұзындығында тұрақты ластауға мәжбүр етеді.

Бұл сыртқы қуысты құлыптау схемасы келесі жақсартуларды қамтамасыз ете отырып, жалаңаш FP лазерлерінің спектрлік өнімділігін айтарлықтай оңтайландырады:

· Тұрақталған орталық лазерлік толқын ұзындығы

· Тартылған спектрлік ені

· Қысқартылған толқын ұзындығының термиялық дрейфі

· Қозғалыстағы ток өзгерістеріне қарсы толқын ұзындығының жақсартылған иммунитеті

Сондықтан FP+FBG архитектурасы екі маңызды өнімділік мақсатын теңестіреді: жоғары шығыс қуаты және тұрақты лазерлік толқын ұзындығы. Неліктен FBG құлыптауы 980 нм сорғы лазері үшін әмбебап? 980 нм сорғы лазерінің негізгі қолданылуы EDFA жүйелері болып табылады. Эрбий иондары 976 нм шамасында ең жоғары сіңіру тиімділігін көрсетеді. Температура немесе қозғаушы ток әсерінен туындаған сорғы көзінің қатты толқын ұзындығының ауытқуы өнімділіктің төмендеуіне әкеледі:

· Эрбий ионын сіңіру тиімділігінің төмендеуі

· Төменгі оптикалық күшейту күшейту

· Жоғары шу көрсеткіші

· Жалпы жүйе өнімділігінің нашарлауы

сондықтан сорғы лазері жоғары қуат шығысымен қатар дәл, ұзақ мерзімді орталық толқын ұзындығының тұрақтылығын сақтауы керек. FBG-құлыпталған дизайн лазерлік толқын ұзындығын 976 нм шамасында мықтап ұстайды, сонымен бірге жоғары оптикалық қуат пен берік ұзақ мерзімді сенімділікті сақтайды, бұл оны коммерциялық жоғары қуатты 980 нм сорғы модульдері үшін ең жетілген және кеңінен қабылданған техникалық бағытқа айналдырады. Таңдау нұсқаулығы: DFB лазері және FP+FBG лазерінің басқа абсолютті құрылымы; әрқайсысы нақты қолданба сұраныстары үшін оңтайландырылған.

Жоғарыда көрсетілгендей, DFB лазерлері жоғары сапалы сигнал таратқыштар ретінде ерекшеленеді, ал FP+FBG құрылғылары жоғары қуатты және тұрақты толқын ұзындығы жұмысын қажет ететін сорғы қолданбаларына жақсырақ келеді.

DFB және FBG негізіндегі сыртқы қуыс лазерлері бәсекелес технологиялар емес, бөлек пайдалану жағдайлары үшін оңтайландырылған екі жетілген техникалық жол.

Жоғары жылдамдықты оптикалық байланыс жүйелері үшін DFB лазерлері олардың тар желісінің енін, жоғары SMSR және толқын ұзындығының ерекше тұрақтылығын пайдалана отырып, таратқыштың оңтайлы шешімі болып қала береді.

Қуаттылығы жоғары 980 нм сорғы лазері үшін FP+FBG схемасы бүгінгі таңда оның нарықтағы басым позициясын құрайтын жеткілікті толқын ұзындығын құлыптау дәлдігін сақтай отырып, жоғары шығыс қуатына, жоғары жылу диссипация өнімділігіне және шығындардың бәсекеге қабілеттілігіне қол жеткізеді.

Барлық сценарийлер үшін әмбебап жоғары лазерлік технология жоқ — тек нақты жүйе талаптарына бейімделген оңтайлы шешім. Әртүрлі техникалық архитектуралардың артындағы дизайн логикасын меңгеру жүйенің техникалық сипаттамаларына сәйкес лазер көзін дәл таңдауға мүмкіндік береді.