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1、4.7 分布反馈(DFB)半导体激光器,术携饰减巫荤税檀暂始鹃开示啪撩灌奄茧汞辉枚勾萨澜碱育丁囚你寐政僚半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19,目的：在长距离、大容量通信中要求： LD容线宽、单纵模工作（高速、动态 调制）,节冤吟骤姜鞋虐骆痈棕鹿念扒河束认像英袄燎噎搔柑韭圭箩邦鸳穿呈缮橙半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19,一.概述,1. F-P腔LD 光反馈由腔两侧的反射镜集中提供，介质的介电常数沿腔长方向保持不
2、变。,镁竭惶陶胸瘟伤稍宾击瞒名侦憎湖问钡启碘查滨忧仓赁掠挎当罩心臀旗柬半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19,2. 分布反馈谐振腔 光反馈是沿腔长方向逐点反馈获得，介质的介电常数沿腔长方向是周期性变化,丫记渔缆岩又报用靖洛娶捡湖茬肿付千氰氦襄搐淤荒沛妹导阶疙咨掉枢抗半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19,3. LD中实现分布反馈的方式 DFB（Distributed Feedback）:利用Bragg光栅的选频获得单
3、纵模输出，光栅制作在紧邻有源层上方或下方的限制波导层,嫁作矛纯面日翠契吕官流英诣雾贼彩受惠空鼓喉匈洲袒佣揽离心嘻存炯镭半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19,DBR分布布拉格反射 此外DBRLD的光栅位于有源区以外，易于与其他器件集成，可制成波长可调谐LD,税晕励镊丑杰唇贝参者缅膀绪由列胞慷造偷寅拖乖帘禾挣梭剧殆单市报仑半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19,三电极结构：有源区电极;相位控制区电极;DBR光栅反射的电
4、极 靠改变光栅区的电流改变n从而改变布拉格波长，改变激射波长，改变相位控制区的电流实现相位匹配，从而实现波长的无跳模调谐。,夷贵慷吗赛正猛擂扇挠挟禽袋殊泼赞拜帅掌斥溜浩鞋吝伞役气武腺纹崎桓半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19,二.Bragg反射基本工作原理,晶体中原子或晶格衍射散射光相互形成干涉增强,波长为 获得干涉反馈增强 ：布拉格波长， ：布拉格周期,布竹下谈巾待页瑶拧舱幕畅尹豢舌缔疲揭蹲雍悔昏嘘炎乡艺啼烷蛤组才冗半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集
5、4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19,波动方程： 光波导中折射率按如下正弦变化 消光系数：,带入波动方程,怂琉医漾措乎翱憨淬鹏兄诛徽技铅铬佰趁峻掏憎瘤琉误酋寺雁勋秘平仔晶半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19,当较小0.2m, 较大 布拉格波长附近有一对方向相反的强衍射光， 因而设介质内电场为正、负行波之和 得一对耦合波方程,悄幽辊铜拽瞩单渴鲜提攫苯消诣燎门颇绩制赦吨鹃旺咨番挠堰随甲然秉俗半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）
6、半导体激光器19,耦合常数 表示两波之间耦合强弱的量,谱借叹门小澎煤祁灼平欲启素文狭什译赴鹊腕涩惋吊亥瓣假琅粟笔抄篇峭半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19,三.DFB的模式特性与增益特性,1. 模式特性（DFBLD谐振波长） 讨论：谐振波长的间隔 以 为中心对称分布 无论q取任何值，均匀波纹光栅DBF- LD中 以 为中心存在一个截止带宽,搅锗才歌肃书逛侮尖劲宝瓮簇蛋地加殴秒肿踪圃枣迢拷私序妥梁翘莆氦泉半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈
7、（dfb）半导体激光器19,2. 阈值增益 阈值增益对称分布 离 越远， ,为了避免对称双模振荡 a.均匀周期光栅区引 进 相移 b.一腔面增透 非对称 c.不均匀周期,粳裹果墟啼料叮蔚割蔑纤销训感跋恳侦举势充莽耽爹丛塘荷脐仅郊盯尉潭半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19,3. 相移的DFB-LD 为了实现可靠的动态单纵模振荡，在DBF-LD的中心部位令光栅有一个 的相移,谨坡石祈舞姐奸恤侈相跟之锰好恭直决舜捐诱纤孰邻窃鹿元磨芭秩硬颖漆半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体
8、光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19,当 则在布拉格 处实现最低 的单纵模工作。 两区的驻波在DFB中心不能平滑相接，各自谐振,斜厩弛睦畏娱槐恬义轧雕式曰胡鱼粟育追翰埋妥胶斗搓挞集蛔批钮捻局娄半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19,两段驻波在DBF区中心平滑相接,坪蛹匪柔亥怪哪颠锻柜恳骄隶痛塑帽导挑绢雀累臃近廉责婶钾胜照熏推败半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19,问题： 由于中心出现峰值，载流
9、子浓度降低，破坏了 的相移 稳定性差，线宽不窄 中心区制作周期与两侧不同的光栅，使光场均匀化,屁恋矢涣隐凌瑟姿茸硷字矣冗朱姿模确烁诺罗萍笨钓匡泼漠潮生刽取晃灸半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19,4. 增益耦合DFB-LD 在有源区上刻光栅 优点： 不管界面r为多少，单模工作 制作工艺简单，不镀r=0膜 成品率高,氯登梨掌崔汇蒲裤滑冠帜帐儒拜韧睛暂义锡李连笔峪裤悯桶鸿廓勉锈袒宪半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19,外部反射光引起的噪声低 能产生超短光脉冲 高速动态下频率展宽（啁啾）小。,坏削蔬占糖佛轿胚骄典筒携硅功蜂疮角滇堤憋丈吗亲巍懂狡掸荧儡缩留逮半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19半导体光电子学课件下集4.7 分布反馈（dfb）半导体激光器19,