Zergatik jarraitzen du nagusi FBG uhin-luzera blokeatzea potentzia handiko 980 nm-ko ponpa laserrako

Zergatik FBG uhin-luzera blokeatzea nagusi izaten jarraitzen du potentzia handiko 980 nm-ko ponpa-laserarentzat, nahiz eta DFB laserek uhin-luzera egonkortze bikaina eskaintzen duten Komunikazio optikoetan, Distributed Feedback (DFB) laserrak argi-iturri nagusi gisa balio dute DWDM abiadura handiko transmisiorako, komunikazio koherenteetarako eta zehaztasun optikoko neurketa sistemei esker, luze-zabalera handiko sistemari esker. Side-Mode Suppression ratio (SMSR) eta uhin-luzeraren egonkortasun bikaina.

Hala ere, potentzia handiko ponpa laserra 980 nm eta 1480 nm-tan funtzionatzen dutenean, produktu komertzialen gehiengoak Fabry-Perot (FP) laser gehi Fiber Bragg Grating (FBG) uhin-luzera blokeatzeko arkitektura hartzen dute, DFB laser autonomoen ordez.

Artikulu honek aztertzen du zergatik DFB laserrek, uhin-luzera blokeatzeko ahalmen handia duten arren, ezin izan duten potentzia handiko ponparen laser merkatuan menderatzeko hiru dimentsioetatik: laser txiparen egitura, potentzia-errendimendua eta aplikazio-eskakizunak. Nola lortzen dute DFB laserek uhin-luzera egonkorra FP laser konbentzional baten erresonantzia-barrunbea txiparen bi fazeta moztuek osatzen dute. Fabrikatze sinplea eta kostu baxua izan arren, FP laserrek tenperatura-aldaerek, korronte-gorabeherek eta kanpoko feedback optikoek eragindako uhin-luzera-noraeza jasaten dute, askotan luzetarako modu anitzetan aldi berean oszilatuz.

Aitzitik, DFB laserrek Bragg sare periodiko bat integratzen dute zuzenean txip erdieroalearen barruan. Sareak uhin-luzera hautazko feedback optikoa ematen du, lasa luzetarako modu bakarrera mugatzen duena eta lehian dauden erresonantzia-modu guztiak kentzen ditu.

FP laser estandarrekin alderatuta, DFB laserrek honako ezaugarri nagusiak dituzte:

· Modu longitudinal bakarreko igorpena

· Lerro-zabalera optiko espektral estua

· SMSR altua

· Uhin-luzeraren egonkortasun handia

Abantaila hauen ondorioz, DFB laserrak abiadura handiko komunikazio optikoetarako, DWDM sistemetarako eta zuntz optikoko sentsaziorako eta laser metrologiarako aplikazioetarako seinale-iturri hobetsiak dira.

Zergatik potentzia handiko ponpa laserrak oso gutxitan hartzen ditu DFB txip autonomoak Industriako profesional askok galdera natural bat planteatzen dute:

DFB teknologiak uhin-luzeraren egonkortze fidagarria ematen badu, zergatik ia 980 nm-ko ponpa laser guztiak FP+FBG irtenbidean oinarritzen dira?

Oinarrizko arrazoia oinarrizko errendimendu-lehentasun desberdinetan dago aplikazio-eszenatoki desberdinetan.

Komunikazio-igorleek datuen transmisioa lehenesten dute, lerro-zabalera, SMSR, fase-zarata eta uhin-luzeraren zehaztasunari buruzko eskakizun zorrotzekin.

Erbioz Dopatutako Zuntz Anplifikadoreetarako (EDFA) ponpa-iturriak potentzia optiko handiko irteera etengabe eta eraginkorra emateko diseinatuta daude. Honelako ponpetarako, irteerako potentzia, potentzia bihurtzeko eraginkortasuna, epe luzerako fidagarritasuna eta fabrikazio-kostuak pisu handiagoa dute espektro purutasun ultra-altua baino.

Potentzia handiko DFB txipak teknikoki bideragarriak diren arren, irteerako potentzia handitzeak konplexutasun izugarria sartzen du txiparen diseinu epitaxialean, kudeaketa termikoan eta produkzio masiboan, ekoizpen kostuak handituz eta lotez lotearen koherentzia arriskuan jarriz.

Potentzia handiko 980 nm-ko ponpa-aplikazioetarako, industriak, beraz, potentzia handiko funtzionamendua erraz onartzen duten egitura sinpleagoak dituzten FP txipak hobesten ditu, uhin-luzera blokeatzeko kanpoko FBGekin batera.

FBGsA Fiber Bragg Sarearen uhin-luzera blokeatzeko mekanismoa (FBG) zuntz optikoaren atal bat da, bere muinean inskribatutako errefrakzio indize periodikoko modulazioa duena. Bere bereizgarri bereizgarria Bragg-en uhin-luzera batean zentratutako banda estua islada handia da, igarobide-banda horretatik kanpoko argia oztoporik gabe transmititzen den bitartean.

FP+FBG konfigurazioan, FBG laserren txerri-zuntzean fabrikatzen da FP txiparekin batera kanpoko erresonantzia-barrunbe bat osatzeko.

FP txipak lehenik banda zabaleko erradiazio espontaneoa eta estimulatua igortzen du. Argia FBGra hedatzen den heinean, helburuko uhin-luzera zentraletik gertu dauden fotoiak soilik islatzen dira FP barrunbean oszilazio iraunkorrerako; bandaz kanpoko uhin-luzera guztiak iragazten dira.

Feedback selektibo errepikatuak laserra FBG-ren Bragg uhin-luzeran egonkortzera behartzen du.

Kanpoko barrunbea blokeatzeko eskema honek FP biluzien laserren errendimendu espektrala nabarmen optimizatzen du, hobekuntza hauek emanez:

· Erdiko lasing-uhin-luzera egonkortua

· Zabalera espektral estua

· Uhin-luzera desbideratze termiko murriztua

· Uhin-luzeraren immunitatea hobetu da korronte aldaketen aurrean

FP+FBG arkitekturak, beraz, bi errendimendu-helburu kritiko orekatzen ditu: irteera-potentzia handia eta lasing-uhin-luzera egonkorra. Zergatik FBG blokeoa da unibertsala 980 nm-ko ponpa laserrako 980 nm-ko ponpa-laseraren hedapen nagusia EDFA sistemak dira. Erbio ioiek 976 nm inguruko xurgapen-eraginkortasun gorena erakusten dute. Tenperaturak edo gidatze-korronteak eraginda ponpa-iturriaren uhin-luzera larriak errendimenduaren degradazio-jauzi bat ekarriko du:

· Erbio ioien xurgapenaren eraginkortasun murriztua

· Anplifikazio optikoaren irabazia txikiagoa

· Zarata zifra altua

· Sistemaren errendimendu orokorra okerrera

ponpa laserrak, beraz, epe luzerako uhin-luzera zentralaren egonkortasun zehatza mantendu behar du potentzia handiko irteerarekin batera. FBG blokeatuta dagoen diseinuak 976 nm inguruko lasing-uhin-luzera estuki eusten du, potentzia optiko handia eta epe luzerako fidagarritasun sendoa mantentzen dituen bitartean, potentzia handiko 980 nm-ko ponpa-modulu komertzialetarako bide tekniko helduena eta zabalduena bihurtuz.Hautatzeko gida: DFB Laser vs. bakoitza aplikazio-eskakizun desberdinetarako optimizatuta dago.

Goian erakusten den bezala, DFB laserrak kalitate handiko seinale-igorle gisa nabarmentzen dira, eta FP+FBG gailuak hobeto egokitzen dira potentzia handia eta uhin-luzera egonkorra behar duten ponpa-aplikazioetarako.

DFB eta FBGn oinarritutako kanpoko barrunbeko laserrak ez dira teknologia lehiakideak, erabilera-kasu desberdinetarako optimizatutako bi bide tekniko helduak baizik.

Abiadura handiko komunikazio optikoko sistemetarako, DFB laserrak transmisore-soluzio optimoa izaten jarraitzen du, lerro zabalera estua, SMSR handia eta uhin-luzeraren egonkortasun paregabea aprobetxatuz.

Potentzia handiko 980 nm-ko ponpa laserrako, FP + FBG eskemak irteera-potentzia handia, dissipazio termikoaren errendimendu handiagoa eta kostuen lehiakortasuna lortzen ditu uhin-luzera blokeatzeko doitasun nahikoa mantentzen duen bitartean, eta horrek gaur egungo merkatuko posizio nagusia da.

Ez dago agertoki guztietarako laser teknologia unibertsalki hoberena, sistemaren eskakizun zehatzetara egokitutako soluzio optimoa soilik. Arkitektura tekniko desberdinen atzean dagoen diseinu-logika menderatzeak laser-iturrien hautaketa zehatza ahalbidetzen du, zure sistemaren zehaztapenekin lerrokatuta.