DFB有个k因子,叫耦合系数,定义的单位长度的反射率。
光栅在激光器中的作用是“分布式微型谐振腔”,所以DFB叫分布反馈激光器,用微型谐振腔的意思,只想让一个波长产生谐振,不想像FP一样有多个纵模
FP的纵模间隔Δλ与腔长L有关系,腔长越长,间隔越短。n是折射率。nL等效光程。
也就是在增益峰内出现了多个纵模,满足谐振条件。一个300μm长的1310nm波长的FP激光器,每隔1nm就是一个纵模的谐振,有数千个(1310/1)满足谐振条件
如果我们把腔长压缩,让Δλ=波长λ,这个短的腔长,只有一个波长是满足谐振条件的。
这个微型的腔长L,就成了如下公式,腔长从FP的几百个微米,压缩了千分之一,只剩下几百个纳米。通常也把这个腔长L,叫做光栅周期Λ
一个周期的光栅,就是最小的腔长,只有一个波长符合谐振条件。
另一个疑问是为什么说均匀光栅有两个谐振波长,那是因为先迈左脚还是先买右脚的问题。
一个波长和另一个波长,都符合这个光栅周期。
接着聊k因子,一个光栅长度内的反射率,由于光栅一个周期有两个折射率突变的界面,出现两次反射。
折射率变化的界面反射率,是光学常用公式,
那两次反射率就是
k因子就是如下公式
对芯片设计者,这个公式就可以了。因为按照折射率和光栅周期来设计并计算。
如果要测量k,则需要反向来进行。
多个光栅级联,反射率的变化(纵轴反向就是透射率),如下示意
光栅级联多个周期,谐振腔依赖反射率,激光的输出则依赖透射。
在阈值下给小电流,先不看谐振,只看光栅的透射谱,中间那个叫阻带,这个波段基本无法实现激射,所以叫阻带,两侧就是自由光谱的波长间隔。
一个激光器,一共包括了L/Λ对光栅,总的反射率=kΛ•(L/Λ)=kL,
这些光栅级联的总的光谱是可以测试的,依据测试的阻带与FSR的波长间隔,就可以计算kL
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