광섬유 브래그 격자(FBG)는 반도체 레이저 다이오드에 높은 파장 정확도와 안정성이 요구되는 다양한 응용 분야에 널리 사용됩니다. FBG는 높은 열 안정성, 통합 용이성, 강력한 다용도성 등 다양한 이점을 제공하며 이 모든 내용은 이 백서에 자세히 설명되어 있습니다.
선폭이 좁고 파장이 안정적인 레이저는 감지, 의료, 스펙트럼 분석, 이미징, 통신 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 합니다. DBR(Distributed Bragg Reflector) 레이저와 DFB(Distributed Feedback) 레이저는 뛰어난 성능을 제공하지만 포장 전에 개별 테스트가 필요하므로 생산 비용이 Fabry-Perot(FP) 레이저 다이오드보다 높습니다.
또한 DFB 및 DBR 레이저에 사용되는 도파관 격자와 비교하여 FBG는 뛰어난 안정성과 파장 정확도를 제공합니다. VBG(볼륨 브래그 격자)는 특정 응용 분야에서 FBG의 대안으로 사용될 수 있지만 FBG는 열 안정성, 통합 단순성 및 다양성 측면에서 장점을 갖고 있습니다.
고출력, 파장 안정성 반도체 펌프 레이저는 최신 파이버 레이저, 파이버 증폭기 및 라만 파이버 증폭기에서 핵심 역할을 합니다. 레이저 이득 매체는 펌프 파장의 변동에 매우 민감하기 때문에 FBG 안정화 파장 반도체 펌프 레이저가 시장의 주류 솔루션이 되었습니다.
그림 1은 일반적인 FBG 파장 고정 펌프 레이저 모듈의 구조를 보여줍니다. 이러한 응용 분야에서 FBG는 펌프 레이저의 피그테일 섬유에 새겨져 있으며 일반적으로 레이저 칩에서 50cm~2m 거리에 위치합니다.
이 시스템은 시준 광학 부품 또는 렌즈형 광섬유 피그테일을 사용하여 반도체 레이저 칩에서 방출된 빛을 단일 모드 피그테일에 효율적으로 결합합니다.
Fiber Bragg Gating은 외부 피드백 메커니즘을 설정하여 FBG 중심 파장 근처의 레이저 파장을 효과적으로 안정화하고 레이저의 출력 스펙트럼 폭을 좁힙니다. 이러한 방식으로 펌프 레이저 모듈은 높은 펌프 효율과 뛰어난 안정성을 모두 달성합니다.
그림 1. FBG 펌프 모듈
FBG(Fiber Bragg Gating)를 사용하여 외부 공동 레이저를 구성하는 것은 저가형 레이저의 성능을 향상시키는 비용 효율적인 솔루션입니다. 그림 1에서 볼 수 있듯이 FBG는 일반적으로 방출 칩에 가까운 섬유 피그테일에 새겨져 외부 공동 레이저를 형성합니다.
기존 Fabry-Perot 레이저 다이오드에 비해 FBG 기반 외부 공동 레이저는 선폭이 더 좁을 뿐만 아니라 레이저 다이오드의 성능 변화를 일으키는 두 가지 공통 요인인 온도 또는 구동 전류의 변화로 인해 발생하는 파장 드리프트를 더 강력하게 억제합니다.
레이저 다이오드의 효율적이고 안정적인 파장 고정 또는 안정화를 보장하기 위해 레이저 제조업체는 핵심 성능 사양을 충족하는 FBG를 선택해야 합니다.
또한 레이저 다이오드 제조업체는 광섬유 유형, PM(편광 유지) 또는 비편광 유지 광섬유, 치수 등을 포함하여 다양한 파장과 구성을 제공할 수 있는 신뢰할 수 있고 기술적으로 성숙한 FBG 공급업체를 선택해야 합니다.
높은 열 안정성, 우수한 통합 호환성, 다중 시나리오 다기능성 및 정밀한 파장 제어 기능을 갖춘 FBG(Fiber Bragg Gating)는 다양한 반도체 레이저 응용 분야에서 고정밀 파장 고정 및 안정화를 위한 핵심 구성 요소가 되었습니다. 고출력 펌프 레이저의 파장 고정이든 저가형 레이저 모듈의 성능 업그레이드이든 FBG는 외부 피드백 메커니즘을 최적화하여 정확한 파장 고정 및 선폭 축소를 달성하는 동시에 온도 및 구동 전류 변화와 같은 외부 방해에 효과적으로 저항합니다.
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