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光学薄膜技术改善DFB激光器的光谱特性

2012-09-19 09:20
潇纵
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  其中r 和Φ是反射系数的振幅和相位,r1和r2是界面1和界面2的反射系数,δ2是薄膜的位相厚度,d2是单层增透膜的厚度。考虑到激光器发射的光是垂直透过单层增透膜的。这样,反射系数和位相厚度可表示为r1=(n1-n2)/(n1+n2),r2=(n2-n0)/(n2+n0)和δ2=(2π/λ)n2d2。

  这些关系清楚地表明,在增透膜的折射率n2被选定后,改变光学膜的厚度即改变了位相厚度。这既改变了反射系数的振幅,也改变了单层膜反射系数的相位。光学膜的与光栅在端面的反射振幅和位相的作用结合起来,共同影响与激射特性有关的激光器端面的反射系数振幅和位相。

  实验过程中,首先测量样品的光谱特性和输出特性,然后在已镀单层膜的端面上再镀适当厚度。实验样品是1.3μm DFB激光器。图2是一个样品在实验前测量的光谱特性。在这种情况下,根据经验将膜厚增加10~20nm后,单模工作会得到改善。膜厚是由控制蒸发速率的石英晶体振荡控制仪(IC6000)指示的。根据图2所示的光谱特性,该实验是取了14nm。加镀过膜之后再对样品进行测量分析。

  3 实验结果和讨论

  由图2所测的光谱特性可以看到,在较低的工作电流下,激光器是单模工作的,但在工作电流加倍后,光谱变成双模了,在主模长波一侧出现了强边模。我们知道,对于DFB激光器一个端面镀高反射膜,另一端面镀得到低剩余反射率的增透膜,是一种优选的结构。这种结构能使激光器获得较高的模式选择性及较高的单模成品率,具有良好的外微分量子效率,并对反射是相当不敏感的。对于电流增加后出现的现象,一种可能是端面相位不匹配所致。激光器的光栅周期是相当小的,蕊片之间有较大相移是可能的。另一种可能是镀过增透膜后的剩余反射率还不够低,以致还不足以破坏增益选择性的对称性。

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