通信需要の高まりに対応するため、ここ数十年で数種類のレーザーが発明されました。そのようなレーザーの一つにDFBレーザーがあります。 これは狭線幅レーザーダイオードまたは光ファイバーレーザーの一種で、グレーティングは両端だけでなく、一般的に共振器全体にわたって形成されます。
ダイオードの構造は 、ブラッグ散乱としても知られる一次元干渉格子を形成します。単一周波数レーザーダイオードである分布帰還型レーザーは、狭い線幅と優れたサイドモード抑制を実現します。
従来のレーザーダイオードとは異なり、分布帰還型レーザーは光共振器を形成するために2枚のミラーを使用しません。この先進的で狭線幅のレーザーダイオードでは、活性領域に回折格子が組み込まれており、少なくとも1枚のミラーに対して波長選択素子として機能します。この格子は必要な光フィードバックを提供し、最終的に光を共振器内に戻して共振器を形成します。格子の精度により、レーザーは単一波長で動作し、狭線幅出力を必要とするアプリケーションにおいて優れた性能と安定性を実現します。
DFBレーザーには、主にファイバーレーザーと半導体レーザーの2種類があります。半導体レーザーは、半導体材料に電流を流すことでレーザー発振を起こす小型デバイスと定義でき、一般的に高効率と小型化を実現します。一方、ファイバーレーザーは、光を専用に設計された光ファイバーケーブルを通して導波・増幅するデバイスで、高いビーム品質と優れた出力拡張性などの利点があり、様々な産業・科学用途に活用できます。
以下は、DFB レーザーの主な特性の一部です。
DFBレーザーの主な特性：
- DFB レーザーは、単一の周波数の信号を生成するために使用されます。
- 最大 15Gbps の高速変調速度を提供します。
- 分布帰還型レーザーは、活性領域の上に分散格子を提供します。
- 温度変化の影響を受けにくくなります。
- DFB レーザーでは、回折格子を使用して屈折率の周期的な変化が得られます。
- シングルモードを除いて、他のすべてのモードはブラッグ波長付近の発振器によって抑制されます。
分布帰還型レーザーの応用：
DFBレーザーは、 波長のスムーズで調整可能な制御、低ノイズ、狭いスペクトル幅を特徴としており、光ファイバー通信やセンシング用途に最適な、費用対効果の高い狭線幅レーザーです。以下は、これらのレーザーの主な用途の一部です。
A. 光通信：
分布帰還型レーザーは、安定したシングルモード出力を生成できるため、通信業界で広く使用されています。さらに、集積型DFBレーザーは、高密度波長分割多重（DWDM）などの高度な光通信アプリケーションにおいて非常に好まれています。DWDMでは、波長可変レーザー信号を用いて複数のデータチャネルを同一光ファイバーで伝送することが求められ、帯域幅効率とデータ伝送容量を大幅に向上させます。
B. センシング：
分布帰還型レーザーは狭線幅レーザーであるため、高精度のために極めて狭い線幅が求められる精密センシング用途にも用いられます。ガスセンシング用途では、DFBレーザーの可変波長特性が、吸収ガス信号の検出において重要な役割を果たします。レーザー波長を微調整することで、特定のガスの吸収線に正確に一致させることができ、環境モニタリングや産業安全など、様々な産業において正確かつ高感度なガス検知を可能にします。
C. 医療用途:
DFBレーザーは医療分野でも広く受け入れられています。小型化、低コスト、そして使いやすさから、軽度の軟部組織処置に最適な機器となっています。歯科では精密な切開や治療に、分光法では生体サンプルの分析に、光線力学療法ではがん細胞の標的化と治療に、現在ではほぼすべての医療分野で採用されています。DFBレーザーの汎用性と適応性は、様々な治療・診断用途において貴重なツールとなっています。
DFBレーザーダイオードの他の用途としては、バーコードリーダー、CDプレーヤー、画像スキャン、レーザー吸収、分光測定などが挙げられます。さらに、これらの高出力・狭線幅レーザーダイオードは、産業界においても幅広く利用されており、シーム溶接、クラッディング、熱処理などに用いられています。
Inphenixは 、医療、通信、センシング、計測といった幅広い分野で幅広い用途を持つレーザーおよび光源を扱う、米国を拠点とするリーディングカンパニーです。半導体光増幅器、ドライバボード、広帯域光源、スーパールミネッセントダイオードデバイス、スウェプトソースレーザー、その他多くの発光製品を幅広く取り揃えています。
