Полупроводниковые DBR-лазеры 767-1064 нм

Полупроводниковый DBR-лазер (DBR -распределенный брэгговский отражатель) — это новый тип лазера, в котором за создание обратной связи и поддержание генерации излучения отвечают брэгговские зеркала на одном или обоих торцах оптического резонатора полупроводниковой гереоструктуры. DBR-лазеры обладают схожей по величине с DFB-лазерами шириной полосы генерации, однако могут отличаться более высокой оптической мощностью и более низким пороговым током при одной и той же частоте излучения. Связано это с различием в технологии эпитакcиального роста полупроводниковых гетероструктур данных типов лазеров. В технологии DFB-лазеров ключевым моментов, влияющим на ампер-ваттные характеристики излучения является процесс формирования гофрированной структуры волновода и последующий процесс заращивания накрывающим слоем. В результате травления волноводного слоя DFB-структуры на поверхности могут образовываться окисные слои, что приводит к увеличению дефектных состояний в волноводной области гетероструктуры, и как следствие, к увеличению скорости безызлучательной рекомбинации носителей заряда. В результате квантовая эффективность такого устройства уменьшается, а вероятность деградации всей активной области лазера со временим увеличивается. DBR-лазеры обычно производятся в едином технологическом процессе, что сводит к минимуму влияние дислокаций на рабочие характеристики лазера.

Частотная перестройка в DBR-лазерах (как и в DFB-лазерах) осуществляется с помощью изменения рабочей температуры или рабочего тока устройства. Что касается диапазона перестройки линии генерации, то DBR-лазеры демонстрируют более плавную (контролируемую) перестройку по длине волны, чем DFB-лазеры. Однако диапазон перестройки без перескока между продольными модами генерации может быть уже, чем у DFB-лазера. Связано это прежде всего с отсутствием сколько ни будь существенного влияния температуры на отражающие спектральные свойства брэгговких зеркал, которые, как следует из особенности конструкции DBR-лазера, разнесены с активной средой генератора. Таким образом перестройка полосы генерации лазера осуществляется только за счет температурного изменения энергии оптического перехода.

В целом DBR-лазеры являются более перспективными для таких применений как атомная спектроскопия или лазерные гироскопы, где требуется более высокая мощность и точность перестройки полосы генерации.

Рис.1 Структуры DBR и DFB-лазеров

Рис. 2 Полоса генерации 852 нм DBR-лазера

Особенности DBR-лазеров

• высокая точность перестройки длины волны
• низкий температурный дрейф
• простота получения одномодового одночастотного излучения
• простота сопряжения с оптическими волокнами, модуляторами и т. д. 
• высокая стабильность 

Применение

• прецизионная интерферометрия
• оптические стандарты частоты
• атомные часы
• оптическая связь
• лазерные гироскопы
• исследования в области прецизионной спектроскопии