分布反馈激光器（DFB－LD）

文章摘要：设计和制作在高速调制下仍能保持单纵模工作的激光器是十分重要的，这类激光器统称动态单模半导体激光器。实现动态单纵模工作的最有效的方法之一，就是在半导体激光器内部建立一个布拉格光栅，靠光栅的反馈来实现纵模选择。这种结构还能够在更宽的工作温度和工作电流范围内抑制模式跳变，实现动态单模。分布反馈半导体激光器（DFB－LD）与分布布拉格反射器半导体激光器（DBR－LD）是由内含布拉格光栅来实现光的反馈的。两者的结构如图所示。由图可见，DBR－LD中，光栅区在腔体两侧（或一侧），只用来做反射器，增益区内没有光栅，它是与反射器分开的。而在DFB－LD中，光栅分布在整个谐振腔中，所以称为分布反馈。因为采用了内

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　　设计和制作在高速调制下仍能保持单纵模工作的激光器是十分重要的，这类激光器统称动态单模半导体激光器。实现动态单纵模工作的最有效的方法之一，就是在半导体激光器内部建立一个布拉格光栅，靠光栅的反馈来实现纵模选择。这种结构还能够在更宽的工作温度和工作电流范围内抑制模式跳变，实现动态单模。

　　分布反馈半导体激光器（DFB－LD）与分布布拉格反射器半导体激光器（DBR－LD）是由内含布拉格光栅来实现光的反馈的。两者的结构如图所示。由图可见，DBR－LD中，光栅区在腔体两侧（或一侧），只用来做反射器，增益区内没有光栅，它是与反射器分开的。而在DFB－LD中，光栅分布在整个谐振腔中，所以称为分布反馈。因为采用了内部布拉格光栅选择波长，所以DFB－LD和DBR－LD的谐振腔损耗有明显的波长依存性，这一点决定了它们在单色性和稳定性方面优于一般的F－P腔激光器。

　　DFB－LD的光栅是完全均匀对称的，使得其发光出现了两个主模同时振荡的现象。为了将辐射功率集中在同一主模上，同时使各振荡模式的阈值增益差增大，可以采用如下方法：

　　图 DFB－LD和DBR－LD结构示意图

　　（1）在光栅中引进一个2／4相移；

　　（2）将解理面之一做成斜面或增透，造成非对称的端面反射率；

　　（3）在有源区中靠近腔面的一小段区域上，没有布拉格光栅，形成无分布反馈的透明区；

　　（4）对光栅周期进行适当啁啾。

　　引进2／4相移和不对称端面反射率两种方法较可行且有效。虽然1／4相移方法在工艺上有一定难度，但是能获得性能很好的动态单纵模。

　　波长可调谐半导体激光器是建立在DBF－LD和DBR－LD的基础上发展起来的，在波分复用（WDM）、频分复用（FDM）通信系统的方面应用广泛，还可以用做小的振荡光源和波长转换器。进一步的研究已经实现了基于DFB－LD和DBR－LD的高速激光器、窄线宽激光器和光栅面发射激光器。