Зменшення ширини лінії випромінювання (linewidth) є критично важливим завданням для цілого ряду областей, в яких використовуються лазерні джерела випромінювання. Одномодові напівпровідникові лазери з шириною лінії випромінювання близько 1 МГц і менш застосовуються в різних вимірювальних приладах (лідари, оптичні гіроскопи, атомний годинник ...), системах лазерної спектроскопії та інших подібних застосуваннях. У сфері телекомунікацій жорсткі вимоги до ширини лінії (близько 100 кГц) виникають при створенні приймально-передавальної апаратури для когерентних оптичних мереж, в яких для підвищення швидкості передачі даних використовуються багаторівневі формати модуляції. Лазери DFB і DBR, які традиційно використовуються в якості одномодових джерел випромінювання, мають ширину лінії близько 10 МГц і тому непридатні для цих цілей. Ширину лінії менше 1 МГц можуть мати лазери з зовнішнім резонатором (ECL), проте ці прилади відрізняються складною конструкцією і, як наслідок, високою вартістю.
Проблема створення напівпровідникових лазерів з вузькою лінією випромінювання, які в той же час відрізнялися б простою конструкцією і низькою вартістю, була з успіхом вирішена ірландською компанією Eblana Photonics. Компанія випускає високоякісні і в той же час економічні вузькосмугові лазери, що виготовляються за особливою технологією Discrete Mode (DM).
Про компанію Eblana Photonics
Свою назву компанія отримала від давньої назви Eblana Civitas (Ебла цивитас), яким на картах давньогрецького вченого Клавдія Птолемея (II століття н.е.) позначалося поселення на місці сучасного Дубліна.
Лазери Discrete Mode
DM лазер - це напівпровідниковий лазерний діод з активною областю на основі множинних квантових ям (MQW) і вдосконаленим оптичним резонатором Фабрі-Перо (FP). Резонатор має гребневую геометрію хвилеводу (ridge waveguide), а на його поверхні формуються невеликі поперечні канавки, розподілені по всій довжині резонатора (рис. 1). Наявність цих канавок призводить до придушення вищих мод резонатора. Таким чином, в спектрі випромінювання DM лазера залишається тільки одна спектральна лінія шириною близько 1 МГц (і менш). Коефіцієнт придушення бічних мод становить величину більше 40 дБ (рис. 2).
Мал. 1. Структура DM лазера
Мал. 2. Спектри випромінювання лазерів: а) гребневий FP лазер; б) DM лазер
Підбором параметрів активної області та резонатора DM лазера можна змінювати довжину хвилі випромінювання в широких межах, а також домагатися необхідної ширини лінії.
Ще однією важливою особливістю DM лазерів є можливість настройки довжини хвилі в межах декількох нанометрів за допомогою зміни температури або величини струму накачування.
Крім своїх оптичних характеристик DM лазери відрізняються простотою виготовлення. Основу лазера становить простий за своєю структурою резонатор Фабрі-Перо, а гребневий хвилевід і канавки на ньому формуються в результаті єдиного технологічного процесу (фотолітографія). Це вигідно відрізняє DM лазери від DFB і DBR лазерів, технологія виготовлення яких значно складніше і проходить в кілька етапів. При цьому, на відміну від ECL лазерів, вся структура формується на одному напівпровідниковому кристалі. Таким чином, DM лазери перевершують інші типи лазерів за багатьма параметрами і при цьому мають значно нижчу ціну, порівнянну з ціною традиційних FP лазерів.
Продукція Eblana Photonics і області застосування
Асортимент продукції Eblana Photonics складають як лазерні діоди зі стандартними телекомунікаційними довжинами хвиль 1310 і 1550 нм, так і лазери з іншими довжинами хвиль, придатні для різних областей застосування. На сьогоднішній день Eblana Photonics випускає DM лазери з довжиною хвилі від 689 до 2350 нм і шириною лінії випромінювання від 100 кГц. Крім DM лазерів компанія випускає також стандартні багатомодові FP лазери.
Лазери Eblana Photonics поставляються в різному конструктивному виконанні:
- коаксіальний модуль і субмодуль TOSA;
- корпус butterfly (14-pin, 7-pin);
- лазерний модуль з вбудованим драйвером ...
Продукція Eblana Photonics з успіхом застосовується в наступних областях:
1) Високошвидкісна передача даних
Eblana випускає одномодові DM лазери (ширина лінії випромінювання 800 кГц) і багатомодові FP лазери з довжиною хвилі випромінювання 1310 і 1550 нм і максимальною швидкістю передачі 2,5 і 10 Гбіт / с.
2) Когерентні оптичні мережі
Спеціально для когерентних систем передачі даних Eblana Photonics випускає DM лазери з дуже вузькою лінією випромінювання - 100 кГц. Довжина хвилі при цьому становить 1550 нм.
3) Вимірювальні системи
Вузькополосні DM лазери (NLW - narrow linewidth) з шириною лінії випромінювання 100-400 кГц застосовуються не тільки в когерентних мережах, але і в різних прецизійних вимірювальних системах, таких як лідари, оптичні гіроскопи, системи дистанційного зондування і охоронні комплекси.
4) Датчики газоподібних речовин
Велика частина номенклатури Eblana Photonics призначена для систем виявлення газів і парів різних речовин. Такі лазери ширину лінії менш 4 МГц і довжину хвилі, відповідну лінії поглинання того чи іншого газоподібного речовини:
Спеціально для використання в атомних годинниках Eblana Photonics випускає DM лазери з довжиною хвилі 689 нм (рубідієві атомний годинник) і 780 нм (стронцієві атомний годинник).
Eblana Photonics і ТОВ «ЕФО»
Компанія «ЕФО» співпрацює з Eblana Photonics і здійснює поставки лазерів цієї компанії на російський ринок. Подробиці Ви можете дізнатися у наших фахівців.