分布反馈
分布反馈布拉格半导体激光器DFB-LD
例：一个CO2激光器，设聚焦前透镜面上光斑尺寸 1m 0，有m 效截面输出功率为
200W，透镜焦距f＝10mm，求透镜后焦点处光斑有效截面内的平均功率密度？
2）材料的反射、吸收和导热性
※光波照射在不透明的物体表面时， 一部分被反射，一部分被吸收；不 同材料的反射率和波长有密切的关系；
图7-15 离焦量对打孔质量的影响
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7.3 激光(jīguāng)打孔
二、激光打孔工艺(gōngyì)参数的影响
※ 脉冲激光的重复频率对打孔的影响
用调Q方法取得巨脉冲时，脉冲的平均功率基本不变，脉宽也不变，重复频率越高 ，脉冲的峰值功率越小，单脉冲的能量也越小。这样打出的孔深度要减小。
法布里－珀罗激光器（FP-LD）是最常见、最普通的半导体激光器，它的谐振 腔由半导体材料的两个解理面构成。目前光纤通信上采用的FP-LD的制作技术 已经(yǐ jing)相当成熟。FP-LD的结构和制作工艺最简单，成本最低，适用于调 制速度小于622Mbit/s的光纤通信系统。
(2)分布(fēnbù)反馈半导体激光器
※ 激光功率密度：激光功率密度低则熔深浅、焊接速度慢。见图7－20
图7-20 激光热导焊焊接不锈钢时功率与焊 接速度、熔化深度的关系
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7.2 激光(jīguāng)焊接 三、激光(jīguāng)热导焊
2）激光热导焊的工艺以及(yǐjí)部分参数
※ 离焦量对焊接质量的影响：因为焦点处激光光斑中心的光功率密度过高，激光热导焊通
图9-4 VCSEL的典型结构示意图
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9.1.2 光纤激光器
1. 光纤激光器的基本原理及其特点(tèdiǎn)
dfb半导体激光器温度波长漂移方向
DFB（Distributed Feedback，分布反馈）半导体激光器的温度与波长漂移之间存在确定的关系。
在大多数情况下，随着温度的升高，半导体激光器的输出波长会向长波方向漂移。
这是因为半导体材料的折射率随温度上升而减小，导致谐振腔的有效长度增加，根据光的波长和有效腔长之间的关系（λ = 2nL，其中λ是波长，n是有效折射率，L是有效腔长），波长会相应增长。
具体来说，对于基于InGaAsP/InP等材料体系的DFB激光器，在室温附近每升高1摄氏度，其工作波长通常会以大约0.001 nm/°C至0.01 nm/°C的比例红移（即波长变长）。
这一现象称为热致波长漂移，是激光器设计和使用时必须考虑的重要因素之一，特别是在需要稳定波长输出的应用场合，例如光纤通信系统中，通常会采用温度控制或温度补偿技术来抑制这种漂移。
313分布反馈激光器现代激光器的要求1谱线宽度更窄
(3) 输出光功率特性。
发光二极管实际输出的光子数远远小于有源区产生的光子 数，一般外微分量子效率ηd小于10%。两种类型发光二极管的 输出光功率特性示于图3.16。
驱动电流I较小时， P - I曲线的线性较好；I过大时，由于 PN结发热产生饱和现象，使P -I 曲线的斜率减小。
阀值电流 Ith/mA 工作电流 I/mA 输出功率 P/mW 入纤功率 P/mW 调制带宽 B/MHz 辐射角 /() 寿命 t/h 工作温度 /°C
LD
LED
1.3
1.55 1.3
1~2
1~3 50~100
20~30 30~60
100~150
5~10
5~10 1~5
1~3
1~3
0.1~0.3
500~2000 500~1000 50~150
，1 最高调制频率应低于截止频率。
2
图3.17示出发光二极管的频率响应， 图中显示出少数载流子 的寿命τe和截止频率 fc 的关系。
对有源区为低掺杂浓度的LED， 适当增加工作电流可以缩 短载流子寿命，提高截止频率。
10
e£½1.1 ns
Æ µÂÊÏìÓ¦ H( f )
0.1 10
e£½2.1 ns £½6.4
(1) 光谱特性。 发光二极管发射的是自发辐射光， 没有谐振腔对波长的选 择，谱线较宽，如图3.15。
Ïà¶Ô¹âÇ¿
¡÷£½70 nm
1300
²¨³¤/ nm
图 3.15 LE在垂直于发光平面上，正面发光型LED辐射图呈朗伯分布， 即P(θ)=P0 cosθ，半功率点辐射角θ≈120°。
敏芯半导体_分布反馈(dfb)半导体_概述说明
敏芯半导体分布反馈(dfb)半导体概述说明1. 引言1.1 概述：本文旨在对敏芯半导体分布反馈(DFB)半导体进行概述说明。
DFB半导体是一种应用广泛的电子器件，具有独特的原理和优势。
通过深入了解敏芯半导体和DFB 技术，我们可以更好地理解其应用领域和发展历程。
1.2 文章结构：本文将按照以下结构来进行介绍：首先，我们将从敏芯半导体的定义和特点开始，探讨其作为DFB半导体的基础知识。
接下来，我们将详细介绍DFB的原理、作用以及相关的结构和工艺技术。
紧接着，我们还将探究DFB技术的优势和局限性，以及其在通信领域、光电子器件和高速数据传输等方面的实际应用案例。
最后，在总结重点内容之后，我们将对敏芯半导体分布反馈技术未来发展进行展望。
1.3 目的：本文旨在深入了解敏芯半导体分布反馈技术，并提供一个全面而清晰的概述。
通过此篇文章，读者可以对DFB半导体有一个整体的了解，同时也能对其在各个应用领域中的发展和前景进行展望。
2. 敏芯半导体2.1 定义和特点敏芯半导体是一种新型的半导体材料，具有以下特点：- 高效能蓝光发射：敏芯半导体在发射蓝光方面表现出色，具有高亮度和高能效的特点。
其材料结构使得它能够产生纯净的蓝光。
- 超短波长：相比于其他传统材料，敏芯半导体的波长更短，使得它在高分辨率显示器和激光器等领域有广泛应用。
- 优秀电特性：敏芯半导体具有良好的电子传输特性，低载流子密度和短寿命使得其响应速度快、功耗低。
2.2 应用领域敏芯半导体在众多领域中都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：- 光电子器件：由于敏芯半导体发射蓝光且波长较短，在制造显示器、激光打印机以及汽车前灯等光电子设备中得到了广泛运用。
- 光通信：由于敏芯半导体具有高效率的蓝光发射能力，使得其成为光纤通信中的重要组成部分。
敏芯半导体在光通信领域中被广泛应用于激光器、放大器和调制器等设备。
- 生物医学：敏芯半导体在生物医学领域也有一定的应用。
《半导体光电子学课件》下集4.7分布反馈(dfb)半导体激光器课件
DFB激光器的结构
光学结构
DFB激光器的光学结构采用分布反馈方式，通过周期 性的光栅结构实现激光光束的反馈反射。
与其他半导体激光器的比较
DFB激光器相较于其他半导体激光器具有更高的频率 稳定性和较窄的光谱线宽。
DFB激光的性能
典型性能指标
DFB激光器具有较低的阈值电流、高的光电转换效率和稳定的输出功率。
相关效应及措施
DFB激光器存在温度效应和光学增益效应等问题，可通过温度控制和结构优化来解决。
DFB激光器的应用
Hale Waihona Puke 通信领域DFB激光器在光纤通信中作为光 源广泛应用，具有高速传输和 稳定性好的特点。
军事领域
DFB激光器用于军事激光雷达、 激光测距仪等领域，具有高精 度和高可靠性。
医疗领域
DFB激光器在医疗仪器中用于激 光治疗、激光手术等应用，帮 助实现精确和非侵入性治疗。
总结
1 优缺点
DFB激光器具备频率稳定性高和光谱线宽窄的优点，但也存在成本较高和制造工艺复杂等 缺点。
2 未来发展方向
未来，DFB激光器的发展方向将着重在提高功率输出、降低成本和改善制造技术等方面。
《半导体光电子学课件》 下集4.7分布反馈(dfb)半 导体激光器课件
本课件介绍分布反馈(dfb)半导体激光器的原理、结构、性能、应用等方面， 旨在向大家分享关于半导体光电子学领域中的重要知识。
什么是分布反馈(dfb)半导体激光器？
分布反馈(dfb)半导体激光器是一种光电子元件，其工作原理是通过在材料中引入反馈结构，使得激光输出更为 稳定和单色。
分布反馈式半导体激光器
分布反馈式半导体激光器半导体激光器及其应用调研报告课程题目分布反馈式半导体激光器在实际工程系统中的应用学院光电技术学院班级电科一班姓名李俊锋学号2010031029 任课教师张翔2013年 5 月15 日分布反馈式半导体激光器在实际工程系统中的应用李俊锋2010031029 摘要：DFB (Distributed Feed Back) DFB型光发射机，分布反馈半导体激光器因其波长的扩展、高功率激光阵列的出现以及可兼容的激光导光和激光能量参数微机控制的出现而迅速发展、半导体激光器体积小、重量轻、成本低、波长可选择，其应用范围遍及的领域越来越宽广，其的出现带来了巨大的变化，使科技更发达，人们生活更加丰富多彩，应用范围遍及医学、科技、航天交通，通信等各个领域。
自从1962 年世界上第一台半导体激光器(Diode Laser)发明问世以来, 于其体积小、重量轻、易于调制、效率高以及价格低廉等优点, 被认为是二十世纪人类最伟大的发明之一. 四十几年来半导体激光器逐步应用在激光唱机、光存储器、激光打印机、条形码解读器、光纤电信以及激光光谱学中, 不断扩大应用范围, 进入了一些其它类型激光器难以进入的新的应用领域。
关键字:DFB、工作波长、边模抑制比、阈值电流、输出光功率一、分布反馈式半导体激光器简介1、分布反馈式半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生受激发射作用的器件.其工作原理是,通过一定的激励方式,在半导体物质的能带之间,或者半导体物质的能带与杂质能级之间,实现非平衡载流子的粒子数反转,当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时,便产生受激发射作用.半导体激光器的激励方式主要有三种,即电注入式,光泵式和高能电子束激励式.电注入式半导体激光器,一般是GaAS,InAS,Insb等材料制成的半导体面结型二极管,沿正向偏压注入电流进行激励,在结平面区域产生受激发射.光泵式半导体激光器,一般用N型或P型半导体单晶(如GaAS,InAs,InSb等)做工作物质,以其他激光器发出的激光作光泵激励.高能电子束激励式半导体激光器,一般也是用N型或者P型半导体单晶(如PbS,CdS,ZhO等)做工作物质,通过外部注入高能电子束进行激励.在半导体激光器件中,目前性能较好,应用较广的是具有双异质结构的电注入式GaAs二极管激光器。
分布反馈布拉格半导体激光器DFBLD课件
无人驾驶
在无人驾驶系统中，激光雷达通 过DFB LD生成稳定的激光信号
，实现车辆导航和避障。
显示与照明领域的实际应用
高亮度显示
DFB LD用于生成高亮度的可见光，推动高亮度显 示技术的发展。
投影显示
作为投影显示系统的光源，DFB LD提供高质量、 高亮度的图像。
照明艺术
在照明艺术领域，DFB LD用于创造动态、多彩的 视觉效果。
以满足各种复杂应用需求。
多波段、多模式的研究
03
开展多波段、多模式DFB LD的研究，拓展其在通信、光谱分析
等领域的应用范围。
05
DFB LD的实际应用案例
光纤通信领域的实际应用
高速数据传输
DFB LD在光纤通信中用于 生成稳定、低噪声的光信 号，实现高速数据传输。
长距离通信
由于其低噪声和窄线宽特 性，DFB LD在长距离光纤 通信中表现出色，能够减 小信号衰减和干扰。
04
光栅刻写
利用干涉仪和反应离子束刻蚀等手段 ，在DFB LD芯片上刻写光栅结构， 控制好刻写的深度和周期性。
06
芯片切割与测试
将制造好的芯片进行切割、打标和测试，确保 其性能符合要求。
制造中的关键技术
01
02
03
外延生长技术
控制外延层的晶体质量和 厚度，是制造DFB LD的 关键技术之一。
光栅刻写技术
在光纤通信中，DFB LD用作发射器，将信息调制到激光光束上，通过光纤传输，实 现高速、大容量的数据传输。
DFB LD具有低噪声、高稳定性和长寿命等优点，能够提高光纤通信系统的性能和稳 定性。
激光雷达
激光雷达是利用激光束探测目标 并获取其位置、速度和形状等信 息的一种技术。DFB LD在激光
光纤通信期末考试填空题
填空题1、1966年，英籍华裔学者_高锟_和霍克哈姆发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。
2、电信号对光的调制的实现方式有_直接调制_和__外调制__两种方式。
3、光纤是由中心的_纤芯_和外围的_包层_同轴组成的圆柱形细丝。
4、目前光纤通信使用的三个光纤通信窗口可分为短波长波段和长波长波段，短波长波段是指波长为0.85μm，长波长波段是指波长为是 1.31μm和 1.55μm。
5、光接收机的噪声主要来源于光检测器和前置放大器。
6、光隔离器是一种非互易器件，其主要作用是只允许光波往一个方向上传输，阻止光波往其他方向特别是反方向传输。
7、多模渐变型光纤端面的光强分布(又称为近场)P(r)主要由__折射率分布n(r)__决定。
8、保护光纤固有机械强度的方法，通常是采用__塑料被覆__和__应力筛选__。
9、通信用光器件可以分为__有源器件__和__无源器件__两种类型。
10、激光束的空间分布用近场和远场来描述。
近场是指激光器输出反射镜面上的光强分布；远场是指离反射镜面一定距离处的光强分布。
11、激光器的温度特性是：温度升高，阈值电流__增加__，外微分量子效率__减小__，输出光脉冲幅度下降。
12、_1970_年，光纤研制取得了重大突破，光纤通信用光源也取得了实质性的进展。
由于光纤和半导体激光器的技术进步，使这一年成为光纤通信发展的一个重要里程碑。
13、实用光纤主要有三种基本类型：__突变型多模光纤_、__渐变型多模光纤_和__单模光纤_。
14、分析光纤的导光原理的方法主要有几何光学射线方程法和麦克斯韦波动方程法。
15、光纤损耗主要包括两种：吸收损耗和散射损耗，其中吸收损耗是基于本征吸收原理产生的。
16、在PN光电二极管工作时，为了减少光生电流中的扩散分量，需要在PN结两端加反向电压，以缩小耗尽层两侧的中性区宽度。
17、mB1H码中的H码具有多种功用，它实际上是由同步码、区间通信、公务、监测、辅助数据信息等插入码和C码组成，故称为混合码。
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题目：分布反馈激光器的原理、结构图、外形图、技术指标
原理;
用靠近有源层沿长度方向制作的周期性结构衍射光栅实现光反馈。
这种衍射光栅的折射率周期性变化，使光沿有源层分布反馈。
结构图;
光栅分布在整个谐振腔中, 采用了内部布拉格光栅选择波长.DFB－LD的光栅是完全均匀对称的，使得其发光出现了两个主模同时振荡的现象
外形图：
技术指标：
主要技术指标：发射波长λ=1550nm
阈值电流Ith=20mA
单模光纤出纤功率Pf=1-2.5mW
622Mb/s调制下主边摸抑制比SMSR＞37dB
20dB静态谱线宽度△λ＝0.5nm
调制带宽f-2.5GHz
芯管外推广25℃时工作寿命(MTTF)23万小时
国内首次实现带光隔离器封装结构
各项技术指标均优于国家“八五”攻关合同要求，该器件各项指标和实用化产品水平居国内领先，达到国际90年代初同类先进产品水平
1993年11月获93年中国高新技术新产品博览会金奖
1994年12月通过邮电部部级鉴定
该器件在国内首次成功地用于WDM622Mb/s450km
140Mb/s8151km
2.5GHz光纤传输21km及140Mb/s 90km无中继工程，并出口美国AT&T、BeLL实验室及韩国等地
3.关键技术：(1)采用二步外延法、DFB-DC-PHB结构和一级全息光栅，研制出高性能实用化的1.55微米DFB激光器
(2)根据国际上DFB-LD发展趋势，以及提高DFB-LD性能指标的需要，采用新的工艺方案，采用MOCVD来进行有源层和光栅片上的生长，能大大提高外延成品率
和均匀性
因此，采用MOCVD-LPE混合3次外延生长方法研制出的DFB-LD，其性能指标得到了较大的提高
(3)完善了DC-PBH激光器制作配套工艺设备，摸索出适合DFB-DC-PBH激光器制作的较好的工艺条件，包括光刻、腐蚀、LPE掩埋、解理装管等
(4)课题组进行了λ/4相移DFB激光器的研制工作，激光器单模产率可提高20％-30％，边模拥制比达到35-43dB
(5)内藏光隔离器式封装
(6)成功研制出双电极可调谐DFB激光器，最大连续调谐范围达22A
二、经济、社会、环境效益及推广应用前景：“八五”期间共销售器件290只，创造产值200万元
使用该公司器件的单位有：AT&T、BelILab、清华大学等十几个单位，产品并出口韩国
三、成果转化的可行性：据统计，1996年上半年国内外用户使用该公司的DFB 器件近100只，迅速增长的销售势头，显示了极好的市场前景
随着中国高速、大容量光纤通信系统逐步开发成功和应用领域的不断扩大，DFB 激光器所产生的社会、经济效益将越来越大。