分布式反馈激光器
俞斌朱洁朱露蔡万杰
目录
分布式反馈激光器的相关理论
分布式反馈激光器的制造技术
分布式反馈激光器的性能特点
纳米级的分布式反馈激光器
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分布式反馈激光器的提出:
前面描述的激光器的光学反馈都是基于一对反射面的,但是在光学集成光路中,很难形成这样的反射面。
有两种解决办法:
可以通过刻蚀技术形成反射面,但晶片的的表面就会被破坏,使得电气连接和散热器的制造变得很困难。
利用分布式反馈激光器
理论基础
为了保持波前的相位相干性而且避免相消干涉,光线的路程差必须为波长的整数倍。
即满足:
理论基础
为了能够在激光器中通过光栅
实现180。的反射,只需要满足
此时,式()变成式()
()
得到真空中的波长为
理论基础
影响光功率的因素:
波导层厚度,光栅的深度,光栅区的长度。
可见,反射光功率在数学上就很复杂,可采用耦合模理论。
假设光被弱耦合进入光栅中。
Yariv [4] 给出了耦合系数:
其中l为耦合模的阶数:
式子()满足()布拉格条件,布拉格反射能够发生。
理论基础
理论基础
对于一阶模(l=1),光被限制在±z方向传播,入射波,反射波振幅为:
理论基础
对于高阶模,一部分光被耦合到±z轴外,如下图所示。
理论基础
Scifres et al. [6] 分析了高阶模的反射情况。
此时,光栅周期常数为:
为了保证输出具有相同的相位,需要满足:
由几何关系可知
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