1. أساسيات أDFB ليزر الصمام الثنائي
a) آلية التغذية المرتدة الموزعة (DFB)
بناء:يحتوي الصمام الثنائي ليزر DFB على مضمنةحيود صريفمحفور أو تشكل داخل الطبقة النشطة لل أشلام أو منطقة الدليل الموجي المجاور .
وظيفة:يوفر هذا الشبكةردود الفعل البصرية ذات الطول الموجي، تعزيز الليزر في الطول الموجي للوضع الطولي الضيق للغاية .
نتيجة:هذا يثبط أوضاعًا متنافسة أخرى ، مما ينتج عنه مستقر للغاية ،إخراج ليزر التردد الواحد.
b) مزايا الليزر DFB
عملية الوضع المفرد مععرض خط ضيق(عادة<1 MHz)
ممتازاستقرار الطول الموجيمع درجة الحرارة وقيادة التيار
مخفضوضع التنقلبالمقارنة مع ليزر فابري بيروت
2. الهيكل الداخلي
| طبقة/جزء | وظيفة |
|---|---|
| منطقة نشطة | حيث يولد إعادة تركيب فتحة الإلكترون فوتونات |
| طبقة صريف (صريف ردود الفعل الموزعة) | يختار الطول الموجي لللياسين عن طريق انعكاس Bragg |
| طبقات الكسوة | حصر الضوء في المنطقة النشطة |
| جهات الاتصال | الاتصالات الكهربائية للحقن الحالي |
3. نظرة عامة على حزمة الفراشة
الحزمة الفراشةهو مساكن قوية ومغطاة بإحكام مصممة للموثوقية وسهولة التكامل . تتضمن الميزات النموذجية:
| عنصر | وصف |
|---|---|
| الختم المحكم | يحمي الصمام الثنائي بالليزر من الرطوبة والملوثات |
| برودة كهروضوئية (TEC) | يحافظ على الصمام الثنائي بالليزر عند درجة حرارة مستقرة لمنع انجراف الطول الموجي |
| الثرمستور | مستشعر درجة الحرارة للحصول على ردود الفعل للتحكم في TEC |
| رصد الثنائي الضوئي (PD) | يكتشف جزءًا صغيرًا من الضوء المنبعث لمراقبة الطاقة والتحكم في التغذية الراجعة |
| الألياف الخفي | الألياف الواحدة المفردة المسبقة للاتصال البصري المباشر |
| دبابيس كهربائية | عادةً 14 دبوسًا للطاقة ، والتحكم في TEC ، ومراقبة PD ، وتعديل الإشارة |
4. معلمات الأداء
| المعلمة | القيم / الوصف النموذجي |
|---|---|
| نطاق الطول الموجي | عادة 1310 نانومتر (O-band) ، 1490-1625 nm (c- و L-bands) |
| طاقة الإخراج | عادةً |
| عرض الخط | ~ 100 كيلو هرتز إلى 1 ميغاهيرتز (عرض خط ضيقة) |
| عتبة التيار | ~ 10 إلى 40 مللي أمبير |
| تشغيل التيار | 30 إلى 100 مللي أمبير (اعتمادًا على الإخراج المطلوب) |
| نطاق درجة الحرارة | -5 درجة إلى +75 درجة (مع TEC للتحكم في الطول الموجي الضيق) |
| عرض النطاق الترددي | يصل إلى عشرات من GHz للتعديل المباشر |
| الاستقطاب | عادة خطي ، محاذاة مع محور الاستقطاب الألياف |
5. مبدأ العمل
عند التحيز إلى الأمام ، إعادة تجميع الإلكترونات والثقوب فيمنطقة نشطة، إنتاج فوتونات .
الداخليةصريف ينعكسالضوء على طول موجة Bragg ، وتوفير ملاحظات لللياسين على تردد واحد مستقر .
البرودة كهروضوئيةوالثرمستورالحفاظ على درجة حرارة ثابتة لتحقيق الاستقرار في الطول الموجي .
المراقبة الثنائي الضوئييكتشف طاقة الإخراج للتحكم في التعليقات للحفاظ على إخراج الليزر الثابت .
الالألياف الخفيالأزواج بكفاءة ضوء الليزر في ألياف الوضع الواحد ، مما يقلل من الخسائر .
6. التطبيقات
| طلب | توضيح |
|---|---|
| الاتصالات السلكية واللاسلكية | المكون الأساسي في أنظمة DWDM التي تتطلب التحكم الدقيق في الطول الموجي |
| datacom | نقل البيانات عالي السرعة على الألياف |
| الاستشعار والأجهزة | قياسات دقيقة باستخدام مصادر الليزر المتماسكة |
| الاختبار والقياس | العرض الضيق اللازم لإعدادات التداخل |
| أنظمة Lidar | مستقر ، مصادر ضوء التردد الواحد لقياس المسافة ورسم الخرائط |
7. المزايا على أنواع الليزر الأخرى
| نوع الليزر | مزايا ديود ليزر الفراشة DFB |
|---|---|
| Fabry-perot ليزر | عرض خط خط ضيق ، تشغيل واحد ، استقرار طول موجة أفضل |
| VCSEL (سطح التجويف العمودي ينبعث منه ليزر) | طاقة ناتج أعلى ، اقتران أفضل للألياف ، اختيار الطول الموجي الأوسع نطاقًا |
| ليزر التجويف الخارجي | TEC أكثر إحكاما ، TEC متكامل للاستقرار ، العبوة الوعرة |
8. نصائح التكامل
استخدممراقبة درجة حرارة عالية الجودةلكي تحافظ TEC على استقرار الطول الموجي .
المراقبة إشارة الثنائي الضوئييجب استخدامها في حلقات التغذية المرتدة للحصول على قوة بصرية متسقة .
يضمناقتران الألياف المناسبمع فقدان الإدراج المنخفض .
دوائر سائق التصميم التي تدعمتعديل مباشرلنقل البيانات عالي السرعة .