Diodo laser accoppiato a fibra monomodale

Tipo di pacchetto: esistono due pacchetti comunemente usati per questo tipo di tubo laser a semiconduttore, un pacchetto "a farfalla", che integra un dispositivo di raffreddamento a temperatura controllata TEC e un termistore. I tubi laser a semiconduttore accoppiati a fibra monomodale possono solitamente raggiungere una potenza di uscita compresa tra diverse centinaia di mW e 1,5 W. Un tipo è un pacchetto "coassiale", comunemente utilizzato nei tubi laser che non richiedono il controllo della temperatura TEC. Anche i pacchetti coassiali hanno TEC.

Tipo di tubo laser: tubi laser a semiconduttore di tipo 3 comuni sul mercato. I tubi laser a semiconduttore VCSEL generalmente non subiscono l'accoppiamento delle fibre. Sono il tipo di tubi laser a semiconduttore che si trovano comunemente nelle applicazioni di rilevamento a diffusione di grandi dimensioni, come i mouse dei computer o il riconoscimento facciale con rilevamento 3D degli smartphone. DFB e FP sono emettitori di bordo, solitamente accoppiati in fibra.

UN. FP (Fabry-Perot) Tubo laser a semiconduttore Fabry-Perot

Il laser FP, il laser a semiconduttore più comune e diffuso, è un dispositivo a emissione di luce a semiconduttore che utilizza la cavità FP come cavità risonante ed emette luce coerente in modalità multi-longitudinale. La tecnologia è molto matura e ampiamente utilizzata. Tuttavia, le caratteristiche spettrali di FP non sono buone e ci sono problemi con modalità laterali multiple e dispersione. Pertanto può essere utilizzato solo per applicazioni a velocità medio-bassa (velocità inferiore a 1-2G) e a breve distanza (meno di 20 chilometri).

Al fine di ridurre la larghezza di banda di emissione e migliorare la stabilità complessiva del tubo laser a semiconduttore, i produttori di tubi laser a semiconduttore spesso aggiungono reticoli di Bragg in fibra all'interno della fibra di uscita. I reticoli di Bragg aggiungono una piccola percentuale di riflettività a un tubo laser a semiconduttore a una lunghezza d'onda molto precisa. Ciò ridurrà la larghezza di banda complessiva dell'emissione del tubo laser a semiconduttore. La larghezza di banda di emissione senza reticolo di Bragg è tipicamente di 3-5 nm, mentre con un reticolo di Bragg è molto più stretta (<0,1 nm). Il coefficiente di regolazione della temperatura dello spettro delle lunghezze d'onda senza reticolo di Bragg è tipicamente 0,35 nm/°C, mentre con un reticolo di Bragg questo valore è molto più piccolo.

B. Tubo laser laser a feedback distribuito DFB (Distributed Feedback), laser a riflessione Bragg distribuito DBR (Distributed Bragg Reflector)

Il dispositivo a tubo laser a semiconduttore DFB/DBR integra direttamente la parte di stabilizzazione della lunghezza d'onda del reticolo di Bragg nel mezzo di guadagno all'interno del tubo laser a semiconduttore, formando una struttura selettiva della modalità nella cavità risonante, che può ottenere un funzionamento monomodale completo. Ciò conferisce al DFB una lunghezza d'onda di emissione più stretta, tipicamente 1 MHz (ovvero ~ 10-5 nm), anziché ~ 0,1 nm per Fabry-Perot con reticoli di Bragg. Pertanto, le caratteristiche spettrali sono molto buone e possono evitare l'influenza della dispersione nella trasmissione a lunga distanza. È ampiamente utilizzato in applicazioni a lunga distanza e ad alta velocità. Il coefficiente di regolazione della temperatura dello spettro della lunghezza d'onda è tipicamente 0,06 nm/°C.