光纤光栅反射率分布对外腔半导体激光器的影响.pdf

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1、第３８卷第４期光学仪器Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．４２０１６年８月ＯＰＴＩＣＡＬＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳＡｕｇｕｓｔ，２０１６文章编号：１００５-５６３０（２０１６）０４-０３５７-０６光纤光栅反射率分布对外腔半导体激光器的影响郭天华１，汪岳峰１，于广礼２（１．军械工程学院电子与光学工程系，河北石家庄０５０００３；２．中国科学院上海光学精密机械研究所南京先进激光技术研究院，江苏南京２１００３８）摘要：在三腔镜近似的条件下，利用等效腔模型，完成了光纤光栅外腔半导体激光器（ＦＢＧ-ＥＣＬ）的理论建模。利用光纤布拉格光栅相关理论，对ＦＢＧ-ＥＣ

2、Ｌ模型进行了修正，着重考虑了光纤布拉格光栅的反射率分布、中心波长偏移以及边模抑制比对ＦＢＧ-ＥＣＬ性能的影响。对ＦＢＧ-ＥＣＬ的等效反射率、阈值增益和线宽特性进行了数值分析。结果表明，在考虑光纤布拉格光栅中心波长与设计波长偏移量、光栅反射率分布以及边模抑制比后，等效腔理论模型更加符合实际情况，可以更为准确地分析实际情况中ＦＢＧ-ＥＣＬ的相关特性，对设计应用于ＦＢＧ-ＥＣＬ的光纤光栅有一定的指导意义。关键词：光纤Ｂｒａｇｇ光栅；外腔半导体激光器；增益阈值；线宽中图分类号：ＴＮ２４１文献标志码：Ａdoi：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ

3、．１００５-５６３０．２０１６．０４．０１４EffectoffiberBragggratingreflectivitydistributiononexternalcavitysemiconductorlaser１，ＷANGYuefeng１，YUGuangli２GUOTianhua（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＯｐｔｉｃｓ，ＯｒｄｎａｎｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５０００３，Ｃｈｉｎａ；２．ＮａｎｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＬａｓｅｒＴｅｃｈｎｏ

4、ｌｏｇｙ，ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３８，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｏｎｅ-ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｆｉｂｅｒＢｒａｇｇｇｒａｔｉｎｇｅｘｔｅｒｎａｌｃａｖｉｔｙｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌａｓｅｒ（ＦＢＧ-ＥＣＬ）ｈａｓｂｅｅｎｆｏｕｎｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｕｓｉｎｇｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃａｖｉｔｙｍｏｄｅｌｗｈｉｃｈｉｓｕｎｄｅｒｔｈｅｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｒｅｅ

5、ｃａｔｉｖｙｍｉｒｒｏｒｓ．ＷｅｃｏｒｒｅｃｔｅｄｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｈｅｏｒｉｅｓｏｆｆｉｂｅｒＢｒａｇｇｇｒａｔｉｎｇ．Ｗｅｐａｉｅｄｏｕｒａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｃｅｎｔｒａｌｗａｖｅｌｅｎｇｔｈａｎｄｓｉｄｅ-ｍｏｄｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｒａｔｉｏ（ＳＭＳＲ）ｏｆｆｉｂｅｒＢｒａｇｇｇｒａｔｉｎｇ，ａｎｄｎｕｍｅｒｃａｌａｎａｌｉｓｅｄｅｑｕｅｉｖａｌｅｎｔｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ，ｔｈｒｅｓ

6、ｈｏｌｄｇａｉｎｄａｎｄｌｉｎｅｗｉｄｔｈｏｆｔｈｅＦＢＧ-ＥＣＬ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｉｔｈａｓｍｏｒｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅｔｏｒｅａｌｉｔｙｗｈｅｎｔａｋｉｎｇｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｆｉｂｅｒｇｒａｔｉｎｇｓ．Keywords：ｆｉｂｅｒＢｒａｇｇｇｒａｔｉｎｇ；ｅｘｔｅｒｎａｌｃａｖｉｔｙｌａｓｅｒｄｉｏｄｅ；ｇａｉｎｔｈｒｅｓｈｏｌｄ；ｌｉｎｅｗｉｄｔｈ引言光纤光栅外腔半导体激光器（ｆｉｂｅｒＢｒａｇｇｇｒａｔｉ

7、ｎｇｅｘｔｅｒｎａｌｃａｖｉｔｙｌａｓｅｒ，ＦＢＧ-ＥＣＬ）是利用半导体增益收稿日期：２０１６-０１-２０作者简介：郭天华（１９９２—），男，硕士研究生，主要从事窄线宽半导体激光器方面的研究。Ｅ-ｍａｉｌ：ｇｔｉａｎｈｕａ＠１６３．ｃｏｍ·３５８·光学仪器第３８卷芯片作为增益源，光纤布拉格光栅作为波长选择和输出器件的一类外腔激光器。相比于传统的分布反馈式（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｆｅｅｄｂａｃｋ，ＤＦＢ）激光器，ＦＢＧ-ＥＣＬ线宽更窄、低频噪声更低；相比于长腔光纤激光器，ＦＢＧ-［１］ＥＣＬ体积更小、对外界振动敏感性更低。除此之外

8、，ＦＢＧ-ＥＣＬ还具有温度稳定性好、频率稳定、阈值增益低、波长调谐方便、波长精确等良好的静态和动态特性，这些优良特性使得ＦＢＧ-ＥＣＬ非常适用于密集［２］波分复用（ｄｅｎｓｅｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，ＤＷＤＭ）系统、谐振式光学