閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
技術(shù)前沿

激光器中橫向模式

激光制造網(wǎng) 來(lái)源:芯片工藝技術(shù)2023-10-20 我要評(píng)論(0 )   

通常對(duì)于光通信用的激光器,波導(dǎo)設(shè)計(jì)用來(lái)實(shí)現(xiàn)單一橫向模式。通過(guò)調(diào)節(jié)包覆層周?chē)鷧^(qū)域的厚度、脊型波導(dǎo)器件中脊形的刻蝕深度等,從而得到單模器件。對(duì)于激光器的重要性體...

通常對(duì)于光通信用的激光器,波導(dǎo)設(shè)計(jì)用來(lái)實(shí)現(xiàn)單一橫向模式。通過(guò)調(diào)節(jié)包覆層周?chē)鷧^(qū)域的厚度、脊型波導(dǎo)器件中脊形的刻蝕深度等,從而得到單模器件。對(duì)于激光器的重要性體現(xiàn)在以下幾方面:


1) 模式形狀會(huì)控制器件的遠(yuǎn)場(chǎng)圖案。

如上圖,不做脊型波導(dǎo)設(shè)計(jì)的a芯片和窄脊型波導(dǎo)芯片b。遠(yuǎn)場(chǎng)圖案對(duì)相干光源而言,實(shí)質(zhì)就是近場(chǎng)圖案(器件中模式形狀)的傅里葉變換。

   單模的遠(yuǎn)場(chǎng)圖案對(duì)于脊形波導(dǎo)器件是一個(gè)適中的30°發(fā)散角的較遠(yuǎn)的光束,大面積器件的遠(yuǎn)場(chǎng)圖案則拉的很長(zhǎng),面內(nèi)發(fā)射幾度,面外非常發(fā)射。對(duì)于后期耦合到光纖是是非困難的。

2)激光器需要單模的第二個(gè)原因:器件實(shí)現(xiàn)真正單波長(zhǎng)非常必要。DFB激光是使用周期光柵制備單模激光器,這是基于有效折射率來(lái)反射單一波長(zhǎng),不同橫向模式具有不同的有效折射率,因此具有DFB光柵的多模波導(dǎo)可以有一個(gè)以上的波長(zhǎng)輸出。

   

  現(xiàn)實(shí)中,介質(zhì)波導(dǎo)只是半導(dǎo)體激光器實(shí)際波導(dǎo)的簡(jiǎn)單一階模型。激光器的波導(dǎo)區(qū)域也是增益區(qū)域,所以折射率具有與增益相關(guān)聯(lián)的復(fù)數(shù)部分(或者說(shuō)無(wú)電流時(shí)的損耗分量)。

     光學(xué)模式成為“增益導(dǎo)向”以及折射率導(dǎo)向,而不需要真正精確的光學(xué)截止設(shè)計(jì),這種增益導(dǎo)向的趨勢(shì)是偏向單一模式的傳播。實(shí)踐中,根據(jù)折射率分布計(jì)算的遠(yuǎn)場(chǎng)和模式結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),可能與制造器件的測(cè)量值有顯著不同。


  作為波導(dǎo), 半導(dǎo)體激光器將同時(shí)支持TE和TM模式,TE是橫向電場(chǎng),TM是橫向磁場(chǎng)。但是在半導(dǎo)體量子阱激光器中,發(fā)射的光主要是TE極化。這是基于腔面處,TE和TM模式的反射系數(shù)不同,而且大多數(shù)激光器都本征的高度極化。

   對(duì)于TE和TM模式,只有某些離散的角度可以成為導(dǎo)引模式,從而沿波導(dǎo)傳播。就像標(biāo)準(zhǔn)具的中的光,必須經(jīng)過(guò)相長(zhǎng)干涉來(lái)使標(biāo)準(zhǔn)具支持某個(gè)特定波長(zhǎng)一樣,波導(dǎo)中的光也必須經(jīng)過(guò)相長(zhǎng)干涉,讓特定“模式”得以存在,對(duì)應(yīng)于特定的入射角。

   在波導(dǎo)的分析中,典型的做法是固定波長(zhǎng),而自然選擇其傳播的角度,理由是一樣的,假設(shè)腔體中的平面波源自底部邊緣上的所有點(diǎn),如果往返行程不是波長(zhǎng)的整數(shù)倍的話,相消干涉將最終導(dǎo)致該光波消失。

允許模式的定義是,兩個(gè)等效點(diǎn)之間的凈相位差是2π的整數(shù)倍。


轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

光電,激光,激光企業(yè),激光制造,激光器
免責(zé)聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使 用,并注明"來(lái)源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)責(zé)任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來(lái)源的作品及圖片,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)向本網(wǎng)提出書(shū)面權(quán)利通知,并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細(xì)侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會(huì)依法盡快移除相關(guān)涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。

網(wǎng)友點(diǎn)評(píng)
0相關(guān)評(píng)論
精彩導(dǎo)讀