分布式反馈激光器，又称DFB激光器，是一种广泛用于大容量长距离传输的激光器。光纤传感、激光雷达、光纤通信、条形码阅读器、光盘读取和激光扫描只是分布式反馈激光器的几个主要应用领域。
DFB 激光器在所有这些应用中如此受欢迎的关键特性在于其低阈值电流、高效率和单波长特性。然而，许多人并不知道 DFB 激光器有多种配置可供选择。它们有哪些类型？它们的工作原理是什么？让我们在博客中探索所有这些内容。
什么是DFB激光器？
根据维基百科，分布式反馈激光器是一种激光二极管，其激活区包含周期性结构的衍射光栅元件。通俗地说，分布式反馈激光器 (DFB) 是一种在激活区上方带有衍射光栅的激光器，该光栅充当布拉格反射器。这种配置增强了激光器的波长稳定性，并允许窄线宽工作。此外，分布式反馈激光器不易受温度变化的影响，调制速度更快，非常适合高精度应用。
此外，在分布式反馈 (DFB) 激光器中，光栅和反射通常沿腔体连续，而不仅仅是在反射镜的末端。这种连续的光栅改变了激光器的模态行为，从而提高了光谱纯度并实现了更稳定的输出。
分布反馈激光器的类型：
分布式反馈激光器分为两种类型：光纤激光器和半导体激光器。让我们仔细研究一下这两种不同的类型，以更好地理解它们的工作原理和特性。
A. 光纤DFB激光器
光纤DFB激光器是一种分布式反馈激光器，其整个谐振腔由一个周期性结构构成，该结构在激光波长范围内充当分布式反射器。该结构由两个布拉格光栅的一系列耦合构成，光栅内部具有光学增益。这些光栅直接集成到光纤中，从而形成稳定且精确的谐振腔。
光纤 DFB 激光器内部的光纤布拉格光栅充当增益介质周围的反射镜，形成光学谐振腔。该谐振腔将光能捕获在其中，以便进一步放大。同时，它能够通过部分透明的反射镜将部分光能沿一个方向耦合输出，从而实现高效的光提取和高性能运行。
激光束是光能的耦合输出部分，可用于多种用途。光纤分布反馈激光器最常见的应用包括：
- 切割和焊接
- 标记
- 淬火
- 精密加工
- 科学研究
使用高掺杂浓度的光纤可以实现光纤DFB激光器的高效率，但实现起来比较困难。
B.半导体DFB激光器
半导体DFB激光器是另一种分布反馈激光器。掺杂在合适半导体单晶中的pn结构成了最小的激光器类型。这种紧凑的设计使其在各种应用中都能高效运行。
当半导体分布反馈激光器中的二极管正向偏置时，空穴会注入结的p侧。同时，电子会注入n侧。当空穴和电子在结区碰撞时，会产生辐射。由于电流通过半导体材料，这种复合过程会产生光。
此外，当光增益超过结层损耗时，就会发生受激辐射。这种受激辐射对于激光器的运行至关重要，使其能够产生相干光。此外，半导体DFB激光器的结层通常只有几微米厚，晶体的端面具有部分反射性，从而形成光学谐振器。这种结构确保了发射光的有效反馈和放大。
半导体激光器的应用包括：
- 卫星
- 激光打印机
- 激光唱机
- 测量仪器
此外，半导体DFB激光器通常比光纤分布反馈激光器效率更高。只需降低温度即可进一步提高效率。
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