Kodėl FBG bangos ilgio fiksavimas išlieka dominuojantis didelės galios 980 nm siurblio lazeriui

Kodėl FBG bangos ilgio fiksavimas išlieka dominuojantis didelės galios 980 nm siurblio lazeriui, nors DFB lazeriai užtikrina puikų bangos ilgio stabilizavimą Optinio ryšio metu paskirstytojo grįžtamojo ryšio (DFB) lazeriai yra pagrindiniai šviesos šaltiniai DWDM didelės spartos perdavimui, nuosekliems ryšiams ir matavimo sistemoms dėl siauros optinės linijos. Vieno išilginio režimo veikimas, didelis šoninio režimo slopinimo koeficientas (SMSR) ir išskirtinis bangos ilgio stabilumas.

Tačiau kalbant apie didelės galios siurblio lazerį, veikiantį 980 nm ir 1480 nm dažniu, didžioji dauguma komercinių gaminių naudoja Fabry-Perot (FP) lazerį ir Fiber Bragg grotelės (FBG) bangos ilgį fiksuojančią architektūrą, o ne atskirus DFB lazerius.

Šiame straipsnyje analizuojama, kodėl DFB lazeriai, nepaisant puikios bangos ilgio fiksavimo galimybės, nesugebėjo dominuoti didelės galios siurblinių lazerių rinkoje iš trijų aspektų: lazerio lusto struktūros, galios našumo ir taikymo reikalavimų. Kaip DFB lazeriai pasiekia stabilų bangos ilgio išvestį Įprasto FP lazerio rezonansinę ertmę sudaro du lusto paviršiai. Nors FP lazeriai gaminami paprastai ir pigiai, jie patiria didelį bangos ilgio poslinkį, kurį sukelia temperatūros svyravimai, srovės svyravimai ir išorinis optinis grįžtamasis ryšys, dažnai svyruojantis keliais išilginiais režimais vienu metu.

Priešingai, DFB lazeriai integruoja periodinę Bragg gardelę tiesiai į puslaidininkinį lustą. Tinklelis suteikia bangos ilgiui selektyvų optinį grįžtamąjį ryšį, kuris apriboja lazerio nustatymą iki vieno išilginio režimo ir slopina visus konkuruojančius rezonansinius režimus.

Palyginti su standartiniais FP lazeriais, DFB lazeriai turi pagrindinius privalumus, kaip nurodyta toliau:

· Vieno išilginio režimo emisija

· Siauras optinio spektro linijos plotis

· Aukštas SMSR

· Puikus bangos ilgio stabilumas

Dėl šių pranašumų DFB lazeriai yra pageidaujami signalo šaltiniai didelės spartos optiniams ryšiams, DWDM sistemoms ir šviesolaidinio jutimo bei lazerinės metrologijos programoms.

Kodėl didelės galios siurblio lazeris retai naudoja atskiras DFB lustusDaugelis pramonės specialistų iškelia natūralų klausimą:

Jei DFB technologija užtikrina patikimą bangos ilgio stabilizavimą, kodėl beveik visi 980 nm siurblio lazeriai remiasi FP+FBG sprendimu?

Pagrindinė priežastis yra skirtingi pagrindiniai našumo prioritetai skirtinguose programų scenarijuose.

Ryšio siųstuvai teikia pirmenybę duomenų perdavimui, taikant griežtus linijos pločio, SMSR, fazinio triukšmo ir bangos ilgio tikslumo reikalavimus.

Erbiu legiruotų skaidulinių stiprintuvų (EDFA) siurblių šaltiniai yra sukurti taip, kad būtų užtikrintas nuolatinis ir efektyvus didelės optinės galios išėjimas. Tokiems siurbliams išėjimo galia, galios konvertavimo efektyvumas, ilgalaikis patikimumas ir gamybos sąnaudos yra svarbesnės nei itin aukšto spektrinio grynumo.

Nors didelės galios DFB lustai yra techniškai įmanomi, padidinus išvesties galią, lustų epitaksinis dizainas, šiluminis valdymas ir masinė gamyba yra labai sudėtingi, todėl didėja gamybos sąnaudos ir pažeidžiamas partijų nuoseklumas.

Didelės galios 980 nm siurblių atveju pramonė teikia pirmenybę FP lustams, kurių struktūra yra paprastesnė ir lengvai palaiko didelės galios veikimą, suporuotus su išoriniais FBG, kad užfiksuotų veikimo bangos ilgį.

FBGsA Fiber Bragg grotelės (FBG) bangos ilgio fiksavimo mechanizmas yra optinio pluošto atkarpa su periodine lūžio koeficiento moduliacija, įrašyta į jos šerdį. Jo charakteristika yra siaurajuostis didelis atspindys, sutelktas į nurodytą Bragg bangos ilgį, o šviesa, esanti už šios pralaidumo juostos, sklinda netrukdomai.

FP + FBG konfigūracijoje FBG yra pagamintas ant lazerio pluošto, kad būtų suformuota išorinė rezonansinė ertmė kartu su FP lustu.

FP lustas pirmiausia skleidžia plačiajuostį spontanišką ir stimuliuojamą spinduliuotę. Kai šviesa sklinda į FBG, tik fotonai, esantys netoli tikslinio centrinio bangos ilgio, atsispindi atgal į FP ertmę, kad būtų nuolatinis svyravimas; visi už juostos ribų esantys bangos ilgiai išfiltruojami.

Pasikartojantis selektyvus grįžtamasis ryšys priverčia lazerį stabiliai veikti pagal FBG Bragg bangos ilgį.

Ši išorinės ertmės fiksavimo schema žymiai optimizuoja plikų FP lazerių spektrinį našumą ir pateikia šiuos patobulinimus:

· Stabilizuotas centrinio lazerio bangos ilgis

· Sumažintas spektrinis plotis

· Sumažintas bangos ilgio terminis dreifas

· Patobulintas bangos ilgio atsparumas vairavimo srovės svyravimams

Todėl FP+FBG architektūra subalansuoja du svarbiausius našumo tikslus: didelę išėjimo galią ir stabilų lazerio bangos ilgį. Kodėl FBG fiksavimas yra universalus 980 nm siurblio lazeriui. Pagrindinis 980 nm siurblio lazerio panaudojimas yra EDFA sistemos. Erbio jonų didžiausias sugerties efektyvumas yra maždaug 976 nm. Didelis siurblio šaltinio bangos ilgio poslinkis, kurį sukelia temperatūra arba varomoji srovė, sukels našumo pablogėjimo pakopą:

· Sumažėjęs erbio jonų sugerties efektyvumas

· Mažesnis optinio stiprinimo stiprinimas

· Padidėjęs triukšmo rodiklis

· Pablogėjęs bendras sistemos veikimas

Todėl siurblio lazeris turi išlaikyti tikslų, ilgalaikį centrinio bangos ilgio stabilumą kartu su didele galia. FBG užrakintas dizainas tvirtai išlaiko lazerio bangos ilgį apie 976 nm, kartu išlaikant didelę optinę galią ir tvirtą ilgalaikį patikimumą, todėl tai yra brandžiausias ir plačiausiai pritaikytas komercinių didelės galios 980 nm siurblių modulių techninis būdas. Pasirinkimo vadovas: DFB lazeris, palyginti su FP+FBG absoliučia architektūra. kiekvienas yra optimizuotas skirtingiems taikymo poreikiams.

Kaip parodyta aukščiau, DFB lazeriai puikiai tinka kaip aukštos kokybės signalo siųstuvai, o FP+FBG įrenginiai geriau tinka siurbliams, kuriems reikalinga didelė galia ir stabilus bangos ilgis.

DFB ir FBG pagrindu sukurti išorinės ertmės lazeriai nėra konkuruojančios technologijos, o du brandūs techniniai keliai, optimizuoti atskiriems naudojimo atvejams.

Didelės spartos optinio ryšio sistemoms DFB lazeriai išlieka optimaliu siųstuvo sprendimu, išnaudojant siaurą linijos plotį, didelį SMSR ir išskirtinį bangos ilgio stabilumą.

Naudojant didelės galios 980 nm siurblio lazerį, FP+FBG schema pasiekia didelę išėjimo galią, puikų šilumos išsklaidymą ir sąnaudų konkurencingumą, kartu išlaikant pakankamą bangos ilgio fiksavimo tikslumą, o tai šiandien sudaro dominuojančią padėtį rinkoje.

Nėra universaliai pranašesnės lazerinės technologijos visiems scenarijams – tik optimalus sprendimas, pritaikytas pagal konkrečius sistemos reikalavimus. Įvaldę skirtingų techninių architektūrų projektavimo logiką, galite tiksliai pasirinkti lazerinį šaltinį, suderintą su jūsų sistemos specifikacijomis.