发布时间:2025-01-19 08:29:00
激光器是利用光波在谐振腔内放大并发射出相干光的一种设备。最简单的激光器结构由两个反射镜和增益介质组成,即法布里-珀罗(Fabry-Pérot, FP)谐振腔。由于增益介质的增益谱通常平坦,FP激光器不具波长选择性,多纵模激发。为实现单纵模激光,需引入模式选择滤波器和移相器,以选择特定纵模激发并抑制其他纵模。因此,可调谐激光器的核心结构包括FP激光器、移相器和模式选择滤波器。激光器的波长变化由谐振腔的有效长度、有效折射率和模式数决定。通过调整这些参数,可实现半导体激光器的波长调谐。
调谐激光器的发展受到广泛关注。按照集成方案,调谐激光器可分为单片集成和混合/异质集成两类。单片集成方案包括DFB激光器阵列和DBR类激光器,而混合/异质集成方案则包括基于MEMS的可调谐VCSEL、外腔激光器和基于微环的激光器等。这些激光器的设计和应用在近几十年取得了显著进展。
自1980年代InGaAsP/InP单模半导体激光器的成功研制后,调谐激光器在光通信系统中崭露头角。其波长可调性和高度灵活性使其成为光通信系统收发端的关键组件。在波分复用系统中,调谐激光器的使用显著降低了备用光源成本,优化了库存管理。在下一代可重构光网络中,调谐激光器的集成实现了光交叉复用和光突发交换,展现出巨大的应用潜力。