Trong hệ thống WDM nhất là hệ thống ghép bước sóng có mật độ cao DWDM cần có những Laser đơn mode tạo ra một mode dọc chính, còn lại các mode bên cần được loại bỏ. Laser đơn mode có nhiều loại, điển hình là Laser hồi tiếp phân tán (Distributed Feedback ).
Cấu tạo
Đây là một loại Diode Laser không cần các mặt tách bóc tinh thể để tạo gương phản xạ quang. Ở DFB gần như tạo được độ chọn lọc mốt ánh sáng rất tốt dựa trên sự lan truyền sóng trong một cấu trúc tuần hoàn. Một Diode Laser loại DFB tiêu biểu được mô tả trong hình 2.4. Cấu tạo của Laser loại này cũng giống như loại Fabry Perot nhưng sự hoạt động bức xạ được thực hiện nhờ bộ gương phản chiếu Bragg, đó là các cách tử tuần hoàn, hoặc nhờ sự thay đổi theo chu kỳ của chiết suất mà nó được hợp thành trong cấu trúc nhiều lớp dọc theo chiều dài của Diode Laser.
Hình 2.4 Cấu trúc của một Diode Laser phản hồi- phân tán
Nguyên lý hoạt động
Laser DFB gồm có một lớp cách tử nhiễu xạ có cấu trúc chu kỳ đặt cạnh lớp
hoạt tính để tạo ra ánh sáng suốt chiều dài khoang cộng hưởng với mục đích nén các mode bên trong và chọn lọc tần số như hình 2.5.
Hình 2.5 Nguyên lý hoạt động Diode Laser hồi tiếp phân tán
Sóng quang lan truyền song song với cách tử, do cách tử có cấu trúc hoàn toàn theo chu kỳ tạo hiện tượng giao thoa giữa hai sóng ghép lan truyền ngược nhau. Để hiện tượng giao thoa này xảy ra thì sau một chu kỳ cách tử pha thay đổi 2πm (m là số nguyên được gọi là bậc của nhiễu xạ Bragg), tức là:
2πm = 2Λπn/λB (2.4)
Trong đó: n triết xuất hiệu dụng của mode, Λ là chu kỳ cách tử, hệ số 2 suất
kiện trên không thoả mãn thì ánh sáng tán xạ cách tử sẽ triệt tiêu nhau, kết quả là chỉ có có bước sóng thoả mãn là λB. Khi m = 1 thì λB được gọi là bước sóng bậc một và λB
= 2Λn.
Nói chung, tín hiệu quang hoàn toàn lấy ra từ mặt trước của Laser, có nghĩa là, một mặt của nó được đặt thẳng hàng với sợi quang. Trong trường hợp này, một gương phản chiếu bằng chất cách điện có thể được lắng đọng trên mặt sau của Laser để giảm sự mất mát quang trong hốc cộng hưởng, để giảm mật độ dòng điện ngưỡng, và để tăng
hiệu suất lượng tử ngoài. Với gương phản chiếu 6 lớp, độ phản xạ có thể đạt tới trên
98% .