Οι σχάρες Bragg Fiber Bragg (FBG) χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορες εφαρμογές που απαιτούν υψηλή ακρίβεια μήκους κύματος και σταθερότητα για διόδους λέιζερ ημιαγωγών. Τα FBG προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα, συμπεριλαμβανομένης της υψηλής θερμικής σταθερότητας, της ευκολίας ενσωμάτωσης και της ισχυρής ευελιξίας, τα οποία αναλύονται όλα σε αυτό το έγγραφο.
Τα λέιζερ με στενό εύρος γραμμής και σταθερό μήκος κύματος διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο σε πολλούς τομείς όπως η αίσθηση, η ιατρική θεραπεία, η φασματική ανάλυση, η απεικόνιση και οι τηλεπικοινωνίες. Παρόλο που τα λέιζερ κατανεμημένου ανακλαστήρα Bragg (DBR) και τα λέιζερ κατανεμημένης ανάδρασης (DFB) παρέχουν εξαιρετική απόδοση, το κόστος παραγωγής τους είναι υψηλότερο από αυτό των διόδων λέιζερ Fabry-Perot (FP), καθώς απαιτούν ατομική δοκιμή πριν από τη συσκευασία.
Επιπλέον, σε σύγκριση με τα πλέγματα κυματοδηγού που χρησιμοποιούνται στα λέιζερ DFB και DBR, τα FBG παρέχουν ανώτερη σταθερότητα και ακρίβεια μήκους κύματος. Οι σχάρες όγκου Bragg (VBG) μπορούν να χρησιμεύσουν ως εναλλακτική λύση στα FBG σε ορισμένες εφαρμογές, ωστόσο τα FBG διαθέτουν πλεονεκτήματα στη θερμική σταθερότητα, την απλότητα ενσωμάτωσης και την ευελιξία.
Τα λέιζερ αντλιών ημιαγωγών υψηλής ισχύος εξόδου και σταθερού μήκους κύματος διαδραματίζουν βασικό ρόλο στα σύγχρονα λέιζερ ινών, ενισχυτές ινών και ενισχυτές ινών Raman. Δεδομένου ότι τα μέσα απολαβής λέιζερ είναι πολύ ευαίσθητα στις διακυμάνσεις του μήκους κύματος της αντλίας, τα λέιζερ αντλιών ημιαγωγών μήκους κύματος σταθεροποιημένα με FBG έχουν γίνει η κύρια λύση στην αγορά.
Το σχήμα 1 απεικονίζει τη δομή μιας τυπικής μονάδας λέιζερ αντλίας κλειδωμένου σε μήκος κύματος FBG. Σε τέτοιες εφαρμογές, το FBG είναι εγγεγραμμένο στην ίνα κοτσίδας του λέιζερ αντλίας, συνήθως τοποθετημένη σε απόσταση 50 cm έως 2 m από το τσιπ λέιζερ.
Το σύστημα χρησιμοποιεί οπτικά εξαρτήματα ευθυγράμμισης ή κοτσιδάκια ινών με φακούς για την αποτελεσματική σύζευξη του φωτός που εκπέμπεται από το τσιπ λέιζερ ημιαγωγών στην πλεξίδα μονής λειτουργίας.
Το Fiber Bragg Grating δημιουργεί έναν εξωτερικό μηχανισμό ανάδρασης, σταθεροποιώντας αποτελεσματικά το μήκος κύματος του λέιζερ κοντά στο κεντρικό μήκος κύματος FBG και περιορίζοντας το φασματικό πλάτος εξόδου του λέιζερ. Με αυτόν τον τρόπο, η μονάδα λέιζερ αντλίας επιτυγχάνει τόσο υψηλή απόδοση αντλίας όσο και εξαιρετική σταθερότητα.
Εικόνα 1. Μονάδα αντλίας FBG
Η κατασκευή ενός λέιζερ εξωτερικής κοιλότητας με χρήση πλέγματος ινών Bragg (FBG) είναι μια οικονομικά αποδοτική λύση για τη βελτίωση της απόδοσης των λέιζερ χαμηλού κόστους. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, το FBG είναι εγγεγραμμένο στην πλεξίδα ίνας, συνήθως κοντά στο τσιπ που εκπέμπει, σχηματίζοντας ένα λέιζερ εξωτερικής κοιλότητας.
Σε σύγκριση με τις συμβατικές διόδους λέιζερ Fabry-Perot, τα λέιζερ εξωτερικής κοιλότητας που βασίζονται σε FBG όχι μόνο διαθέτουν στενότερο πλάτος γραμμής, αλλά παρουσιάζουν και ισχυρότερη καταστολή της μετατόπισης μήκους κύματος που προκαλείται από διακυμάνσεις στη θερμοκρασία ή το ρεύμα κίνησης - οι δύο κοινοί παράγοντες που προκαλούν αλλαγές απόδοσης στις διόδους λέιζερ.
Για να εξασφαλιστεί αποτελεσματικό και αξιόπιστο κλείδωμα ή σταθεροποίηση του μήκους κύματος των διόδων λέιζερ, οι κατασκευαστές λέιζερ πρέπει να επιλέξουν FBG που πληρούν τις βασικές προδιαγραφές απόδοσης.
Οι κατασκευαστές διόδων λέιζερ θα πρέπει επίσης να επιλέγουν αξιόπιστους και τεχνικά ώριμους προμηθευτές FBG που μπορούν να προσφέρουν μια ευρεία γκάμα μηκών κύματος και διαμορφώσεων, συμπεριλαμβανομένου του τύπου ίνας, της ίνας διατήρησης πόλωσης (PM) ή της ίνας διατήρησης μη πόλωσης, διαστάσεων και άλλα.
Με την υψηλή θερμική του σταθερότητα, την εξαιρετική συμβατότητα ενσωμάτωσης, την ευελιξία σε πολλά σενάρια και την ικανότητα ακριβούς ελέγχου μήκους κύματος, το Fiber Bragg Grating (FBG) έχει γίνει βασικό συστατικό για κλείδωμα και σταθεροποίηση μήκους κύματος υψηλής ακρίβειας σε διάφορες εφαρμογές λέιζερ ημιαγωγών. Είτε για κλείδωμα μήκους κύματος σε λέιζερ αντλιών υψηλής ισχύος είτε για αναβάθμιση απόδοσης μονάδων λέιζερ χαμηλού κόστους, το FBG επιτυγχάνει ακριβές κλείδωμα μήκους κύματος και στένωση εύρους γραμμής βελτιστοποιώντας τον εξωτερικό μηχανισμό ανάδρασης, ενώ αντιστέκεται αποτελεσματικά σε εξωτερικές διαταραχές όπως διακυμάνσεις θερμοκρασίας και ρεύματος κίνησης.
Πνευματικά δικαιώματα @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - Κίνα Μονάδες οπτικών ινών, κατασκευαστές λέιζερ συζευγμένων ινών, προμηθευτές εξαρτημάτων λέιζερ Με την επιφύλαξη παντός δικαιώματος.
