लेजर डायोड की तरंग दैर्ध्य लॉकिंग में एफबीजी का अनुप्रयोग

सेमीकंडक्टर लेजर डायोड के लिए उच्च तरंग दैर्ध्य सटीकता और स्थिरता की आवश्यकता वाले विभिन्न अनुप्रयोगों में फाइबर ब्रैग ग्रेटिंग्स (एफबीजी) का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एफबीजी कई फायदे प्रदान करते हैं, जिनमें उच्च तापीय स्थिरता, एकीकरण में आसानी और मजबूत बहुमुखी प्रतिभा शामिल हैं, जो सभी इस पेपर में विस्तृत हैं।

संकीर्ण लाइनविड्थ और स्थिर तरंग दैर्ध्य वाले लेज़र सेंसिंग, चिकित्सा उपचार, वर्णक्रमीय विश्लेषण, इमेजिंग और दूरसंचार जैसे कई क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। हालांकि डिस्ट्रीब्यूटेड ब्रैग रिफ्लेक्टर (डीबीआर) लेजर और डिस्ट्रीब्यूटेड फीडबैक (डीएफबी) लेजर उत्कृष्ट प्रदर्शन प्रदान करते हैं, उनकी उत्पादन लागत फैब्री-पेरोट (एफपी) लेजर डायोड की तुलना में अधिक है, क्योंकि उन्हें पैकेजिंग से पहले व्यक्तिगत परीक्षण की आवश्यकता होती है।

इसके अलावा, डीएफबी और डीबीआर लेजर में उपयोग की जाने वाली वेवगाइड झंझरी की तुलना में, एफबीजी बेहतर स्थिरता और तरंग दैर्ध्य सटीकता प्रदान करते हैं। वॉल्यूम ब्रैग ग्रेटिंग्स (वीबीजी) कुछ अनुप्रयोगों में एफबीजी के विकल्प के रूप में काम कर सकते हैं, फिर भी एफबीजी थर्मल स्थिरता, एकीकरण सादगी और बहुमुखी प्रतिभा में लाभ रखते हैं।

एफबीजी-आधारित पंप तरंगदैर्ध्य लॉकिंग

उच्च-आउटपुट-शक्ति, तरंग दैर्ध्य-स्थिर अर्धचालक पंप लेजर आधुनिक फाइबर लेजर, फाइबर एम्पलीफायर और रमन फाइबर एम्पलीफायर में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। चूंकि लेजर गेन मीडिया पंप तरंग दैर्ध्य में उतार-चढ़ाव के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं, एफबीजी-स्थिर तरंग दैर्ध्य अर्धचालक पंप लेजर बाजार में मुख्यधारा समाधान बन गए हैं।

चित्र 1 एक विशिष्ट एफबीजी तरंग दैर्ध्य-लॉक पंप लेजर मॉड्यूल की संरचना को दर्शाता है। ऐसे अनुप्रयोगों में, एफबीजी को पंप लेजर के पिगटेल फाइबर पर अंकित किया जाता है, जो आमतौर पर लेजर चिप से 50 सेमी से 2 मीटर की दूरी पर स्थित होता है।

सिस्टम सेमीकंडक्टर लेजर चिप से उत्सर्जित प्रकाश को एकल-मोड पिगटेल में कुशलतापूर्वक जोड़ने के लिए कोलिमेटिंग ऑप्टिकल घटकों या लेंसयुक्त फाइबर पिगटेल का उपयोग करता है।

फाइबर ब्रैग ग्रेटिंग एक बाहरी फीडबैक तंत्र स्थापित करता है, जो एफबीजी केंद्रीय तरंग दैर्ध्य के पास लेजर तरंग दैर्ध्य को प्रभावी ढंग से स्थिर करता है और लेजर की आउटपुट वर्णक्रमीय चौड़ाई को कम करता है। इस तरह, पंप लेजर मॉड्यूल उच्च पंप दक्षता और उत्कृष्ट स्थिरता दोनों प्राप्त करता है।

चित्र 1. एफबीजी पंप मॉड्यूल

लेजर डायोड तरंग दैर्ध्य स्थिरीकरण के लिए एफबीजी

फाइबर ब्रैग ग्रेटिंग (एफबीजी) का उपयोग करके बाहरी कैविटी लेजर का निर्माण कम लागत वाले लेजर के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए एक लागत प्रभावी समाधान है। जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, एफबीजी को फाइबर पिगटेल में अंकित किया जाता है, जो आमतौर पर उत्सर्जक चिप के करीब होता है, जो एक बाहरी गुहा लेजर बनाता है।

पारंपरिक फैब्री-पेरोट लेजर डायोड की तुलना में, एफबीजी-आधारित बाहरी कैविटी लेजर में न केवल एक संकीर्ण लाइनविड्थ होती है, बल्कि तापमान या ड्राइव करंट में भिन्नता से प्रेरित तरंग दैर्ध्य बहाव का मजबूत दमन भी प्रदर्शित होता है - दो सामान्य कारक जो लेजर डायोड में प्रदर्शन में बदलाव का कारण बनते हैं।

एफबीजी चयन और मुख्य पैरामीटर

लेज़र डायोड की कुशल और विश्वसनीय तरंग दैर्ध्य लॉकिंग या स्थिरीकरण सुनिश्चित करने के लिए, लेज़र निर्माताओं को ऐसे FBG का चयन करना होगा जो मुख्य प्रदर्शन विनिर्देशों को पूरा करते हों।

लेजर डायोड निर्माताओं को विश्वसनीय और तकनीकी रूप से परिपक्व एफबीजी आपूर्तिकर्ताओं का भी चयन करना चाहिए जो फाइबर प्रकार, ध्रुवीकरण-बनाए रखने (पीएम) या गैर-ध्रुवीकरण-बनाए रखने वाले फाइबर, आयाम और अधिक सहित तरंग दैर्ध्य और कॉन्फ़िगरेशन के विस्तृत चयन की पेशकश कर सकते हैं।

निष्कर्ष

अपनी उच्च तापीय स्थिरता, उत्कृष्ट एकीकरण अनुकूलता, बहु-परिदृश्य बहुमुखी प्रतिभा और सटीक तरंग दैर्ध्य नियंत्रण क्षमता के साथ, फाइबर ब्रैग ग्रेटिंग (एफबीजी) विभिन्न अर्धचालक लेजर अनुप्रयोगों में उच्च-सटीक तरंग दैर्ध्य लॉकिंग और स्थिरीकरण के लिए एक मुख्य घटक बन गया है। चाहे उच्च-शक्ति पंप लेजर में तरंग दैर्ध्य लॉकिंग के लिए हो या कम लागत वाले लेजर मॉड्यूल के प्रदर्शन उन्नयन के लिए, एफबीजी बाहरी प्रतिक्रिया तंत्र को अनुकूलित करके सटीक तरंग दैर्ध्य लॉकिंग और लाइनविड्थ संकुचन प्राप्त करता है, जबकि तापमान और ड्राइव वर्तमान विविधताओं जैसे बाहरी गड़बड़ी का प्रभावी ढंग से विरोध करता है।