[实用新型]一种变周期非对称光栅结构的DFB激光器

说明书

本实用新型公开了一种变周期非对称光栅结构的DFB激光器，包括激光器谐振腔，激光器谐振腔内从第一腔面到第二腔面之间顺次分布有第一非光栅有源区域、第一光栅、第二光栅、第三光栅和第二非光栅有源区域，第二光栅处用于引入λ/4相移；所述第一光栅的周期与所述第三光栅的周期相同，所述第二光栅的周期与所述第一光栅、所述第三光栅的周期不同。本申请设有变周期三段光栅结构，将相移的引入由点延伸为段实现π相位变化，解决了某一点光场强度较高、空间烧孔严重的问题，改进了DFB激光器的光场一致性和稳定性；光栅没有覆盖整个谐振腔，而是在两侧腔面各留一段非光栅区域，可避免由于芯片解理引入的其他相移扰动光场分布。

【技术领域】

本实用新型属于激光器技术领域，更具体地，涉及一种变周期非对称光栅结构的DFB激光器。

【背景技术】

普通结构的分布式反馈(Distributed Feed Back，简写为DFB)激光器中，光栅分布在整个谐振腔腔长度内。DFB激光器工作于动态单纵模状态下，在高速调制状态下可能会发生双模同时激射的现象，从而不能保持单模输出。保持单纵模工作对于DFB激光器有着十分重要的意义，因为随着光纤通信向高速率长距离方向发展，光波群速度的色散影响和模分配噪声成为严重的问题，单模输出的DFB激光器可以大大限制激光器在高速调制时的动态谱线展宽，对输出电信号不产生调制畸变，激光器发光与输出脉冲电流之间的延迟时间小于比特率间隔，并且没有自持脉冲。

在DFB激光器中存在两种基本的反馈方式，一种是折射率周期性变化引起的布拉格反射，即折射率耦合；另一种为增益周期性变化引起的分布反馈，即增益耦合。目前常用的DFB激光器多采用折射率耦合，折射率耦合DFB激光器在与布拉格波长相对称的位置上存在两个对称的、损耗相同且最低的模式，也就是说其原理上是双模激射的，由于完全对称且均匀分布的周期光栅结构带来了两个主模的同时震荡。具体地，常见DFB激光器的光栅结构如图1所示，周期恒定的光栅均匀分布在整个谐振腔中，该结构内完全对称且均匀分布的周期光栅带来了两个主模的同时震荡。

为了将辐射功率集中到一个主模上扰动正反行波反馈的对称性，往往采用在均匀分布的周期光栅区引进一个四分之一波长(即λ/4)的相移，实现π相位变化。但这种方式通常是在整个腔长的某一点(一般是在腔长的1/3处)引入λ/4相移，使得激光器腔内某一点的光场强度较高且改变剧烈，腔内相关位置的增益饱和、空间烧孔以及发热形成了非一致性的机制，并导致激光器性能大幅下降。因此，需要设计一种结构来改进DFB激光器的光场一致性和稳定性。

【实用新型内容】

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种变周期非对称光栅结构的DFB激光器，其目的在于通过采用变周期三段光栅结构并在两侧腔面留有无光栅区实现π相位变化，减弱空间烧孔对于单纵模稳定性的影响，由此改进DFB激光器的光场一致性和稳定性。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种变周期非对称光栅结构的DFB激光器，包括激光器谐振腔10，所述激光器谐振腔10内从第一腔面101到第二腔面102之间顺次分布有第一非光栅有源区域103、第一光栅104、第二光栅105、第三光栅106和第二非光栅有源区域107，且所述第二光栅105处用于引入λ/4相移；

其中，所述第一光栅104的周期与所述第三光栅106的周期相同，所述第二光栅105的周期与所述第一光栅104、所述第三光栅106的周期不同。

优选地，所述第二光栅105的长度根据所述第一光栅104的周期、所述第二光栅105的周期以及所述第一光栅104和所述第二光栅105之间的周期差确定。

优选地，所述第一光栅104和所述第二光栅105的总长度为所述激光器谐振腔10总腔长的1/3，且允许误差范围为±8um。

优选地，所述第一非光栅有源区域103的长度为5～10um。

优选地，所述第二非光栅有源区域107的长度为5～10um。