1 2.2 Suyhao do tán xạ
2.1.1.Laser phản hồi phân tán DFB
Mặc dù có công nghệ phức tạp nhưng laser DFB vẫn thường ựược sử dụng vì chúng thoả mãn ựược những yêu cầu cao về kĩ thuật. đặc ựiểm nổi bật của laser bán dẫn là thiết lập ựược sự cân bằng về tốc ựộ, khống chế ựược sự tương tác giữa photon và ựiện tử trong vùng tắch cực. Khi dòng thiên áp nhỏ, bức xạ kắch thắch ựều bị hấp thụ hết, lúc này ở ựầu ra chỉ có bức xạ tự phát, phổ của bức xạ này rộng. Cần phải ựiều chỉnh làm hẹp phổ ựầu ra, ựiều này ựược thực hiện bằng cách tăng dòng thiên áp tới một mức nào ựó, gọi là dòng ngưỡng.
Dòng ngưỡng ựược xác ựịnh như sau:
( ) a th 0 c 0 g p qV 1 I N 2.1 a v = + τ Γ τ q=1.6*10-9
Va: thể tắch lớp tắch cực (1,5 .10-16). τc: thời gian sống của hạt mang (3.10-10)
p
τ : thời gian sống của photon (3.10-12).
N0: mật ựộ hạt mang ở trạng thái trong suốt (1012).Γ: hệ số giam quang (0,4) a0: hệ số tăng ắch (3,2.10-20) Vg: vận tốc nhóm (7,5.107)
DFB laser có một ựặc tắnh ựộc nhất ựược tạo thành từ cấu trúc của cách tử bên trong là có ựộ rộng tia hẹp, ựiều này làm cho băng tần truyền dẫn lớn hơn, làm giảm sự ảnh hưởng của nhiệt ựộ so với các loại diode laser bán dẫn khác.
Cách tử làm ổn ựịnh bước sóng ựầu ra, sự thay ựổi nhiệt ựộ làm biến ựổi chỉ số chiết suất dẫn ựến bước sóng sẽ bị thay ựổi. Laser có sự ổn ựịnh lớn hơn từ 3-5 lần so với diode laser thông thường, tỉ lệ là 0,lnm/0C. Laser DFB cũng có ựáp ứng tuyến tắnh hơn so với các loại khác. Chắnh vì những lý do trên khiến cho laser DFB ựã ựược sử dụng làm nguồn phát trong hệ thống truyền dẫn tốc ựộ cao 40Gb/s.
Hình 2.1. Cấu trúc của DFB
Laser DFB:Dùng kiểu phản xạ Bragg ựể khử các mode không mong muốn. Nguyên tắc của laser DFB gồm có sự hợp thành của cấu trúc gấp nếp (cách tử nhiễu xạ) dọc theo hố có bề mặt phủ một lớp chống phản xạ, như trong hình trên.
Sự thay ựổi có chu kỳ của chỉ số khúc xạ hiệu dụng dọc theo hướng truyền sóng xuất hiện hồi tiếp ánh sáng do hiện tượng nhiễu xạ Bragg. Do vậy ngược với các laser FP thông thường thì hồi tiếp trong laser DFB không chỉ hạn chế tại bề mặt mà còn phân bổ dọc theo toàn hốc.
Hồi tiếp chỉ xảy ra ựối với bước sóng λB thoả mãn ựiều kiện Bragg:
( ) n B 2 A 2.2 m λ =
với A: chu kỳ cách tử, m: số nguyên cho biết bậc của nhiễu xạ Bragg, n: chỉ số khúc xạ hiệu dụng của môi trường nếp gấp.
Hồi tiếp mạnh nhất chỉ xảy ra ựối với nhiễu xạ Bragg bậc 1 (m=l). Vì vậy ựối với laser DFB hoạt ựộng tại bước sóng 1550 nm, thì (2.2) cho ta biết rằng A phải nhỏ bằng
≈ 230 nm (n=3,4). Có thể tạo thành cách tử như thế bằng cách dùng kỹ thuật hôlôgrafic dựa trên sự cán quang hoặc dùng kỹ thuật in thạch bản tin ựiện
DFB cho thấy sự nổi bật về mật ựộ ổn ựịnh và tỷ lệ nén mode biên (SMSR).Hiện nay cấu trúc tốt nhất cho sự hoạt ựộng ựơn mode ổn ựịnh là laser DFB dịch một phần tư sóng, trong ựó cách tử dịch ựược một khoảng λn / 4 ở giữa hốc (cấu trúc như vậy cho giá trị SMSR ựiển hình khoảng 30dB).