分布反饋激光器是一種通過在激光器有源波導區界面附近制作周期光柵來提供反饋的激光器。這種光柵是利用光波導折射率的周期變化來實現的，它被直接制作在有源層與限制界面上。分布反饋激光器以其優異的性能和易集成的特點而著稱，并且經過改良后能夠穩定地運行于單模狀態。
結構原理
分布反饋激光器的特殊之處在于其內部建立了布拉格光柵，這一光柵的作用是通過反饋機制實現縱模的選擇。這種結構的優勢在于可以在更廣泛的溫度和電流范圍內抑制模式跳變，從而實現動態單模操作。分布反饋半導體激光器（DFB-LD）和分布布拉格反射器半導體激光器（DBR-LD）都是以內嵌布拉格光柵的方式來實現光的反饋。其中，DBR-LD的光柵區位于腔體兩側（或一側），僅作為反射器使用，而增益區則不含光柵；相比之下，DFB-LD的光柵分布在整個諧振腔中，因此被稱為分布反饋。由于采用了內部布拉格光柵選擇波長，DFB-LD和DBR-LD的諧振腔損耗表現出顯著的波長依賴性，這使得它們在單色性和穩定性方面明顯優于傳統的F-P腔激光器。
特征及影響
DFB-LD的光柵呈現出完全均勻對稱的特性，導致其發光時出現兩個主模的同時振蕩現象。為了集中輻射功率在同一主模上，并增加不同振蕩模式之間的閾值增益差異，可以采取以下措施：在均勻分布的周期折射率光柵區引入λ/4相位偏移；將其中一個解理面增強透過性或者另一個面增強反射性，以產生不對稱的腔面反射率；在有源區靠近腔面的一小段區域內形成無分布反饋光柵的透明區；引入λ/4相位偏移和不對稱端面反射率的方法較為可行且有效。盡管λ/4相位偏移方法在工藝上存在一定挑戰，但它能夠實現性能良好的動態單縱模。
應用與發展
分布反饋激光器的發展建立在DFB-LD和DBR-LD的基礎之上，廣泛應用于波分復用（WDM）、頻分復用（FDM）等通信系統中。此外，它們還可作為小型振蕩光源和波長轉換器。目前的研究已成功開發出基于DFB-LD和DBR-LD的高速激光器、窄線寬激光器以及光柵面發射激光器。
參考資料 >
一文解析分布式反饋(DFB)激光器.電子發燒友.2024-10-26
DFB分布反饋激光器:設計和制作.騰訊云.2024-10-26
光電子學與光子學講義-Chapter4-LD.人人文庫.2024-10-26