Las rejillas de fibra de Bragg (FBG) se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones que requieren alta precisión y estabilidad de longitud de onda para diodos láser semiconductores. Los FBG ofrecen numerosas ventajas, incluida una alta estabilidad térmica, facilidad de integración y una gran versatilidad, todas las cuales se detallan en este documento.
Los láseres con un ancho de línea estrecho y una longitud de onda estable desempeñan un papel fundamental en muchos campos, como la detección, el tratamiento médico, el análisis espectral, la obtención de imágenes y las telecomunicaciones. Aunque los láseres de reflector distribuido de Bragg (DBR) y los láseres de retroalimentación distribuida (DFB) ofrecen un rendimiento excelente, sus costos de producción son más altos que los de los diodos láser de Fabry-Perot (FP), ya que requieren pruebas individuales antes del empaque.
Además, en comparación con las rejillas de guía de ondas utilizadas en los láseres DFB y DBR, los FBG proporcionan una estabilidad y precisión de longitud de onda superiores. Las rejillas de Bragg de volumen (VBG) pueden servir como una alternativa a las FBG en determinadas aplicaciones, pero las FBG tienen ventajas en cuanto a estabilidad térmica, simplicidad de integración y versatilidad.
Los láseres de bomba semiconductores de longitud de onda estable y alta potencia de salida desempeñan un papel clave en los láseres de fibra modernos, los amplificadores de fibra y los amplificadores de fibra Raman. Dado que los medios de ganancia láser son muy sensibles a las fluctuaciones en la longitud de onda de la bomba, los láseres de bomba semiconductores de longitud de onda estabilizada por FBG se han convertido en la solución principal del mercado.
La Figura 1 ilustra la estructura de un módulo láser de bomba de longitud de onda bloqueada típico FBG. En tales aplicaciones, el FBG está inscrito en la fibra flexible del láser de bombeo, generalmente ubicado a una distancia de 50 cm a 2 m del chip láser.
El sistema emplea componentes ópticos colimadores o cables flexibles de fibra con lentes para acoplar eficientemente la luz emitida desde el chip láser semiconductor al cable flexible monomodo.
Una rejilla de fibra de Bragg establece un mecanismo de retroalimentación externa, estabilizando efectivamente la longitud de onda del láser cerca de la longitud de onda central FBG y reduciendo el ancho espectral de salida del láser. De esta manera, el módulo láser de bombeo logra una alta eficiencia de bombeo y una excelente estabilidad.
Figura 1. Módulo de bomba FBG
La construcción de un láser de cavidad externa utilizando una rejilla de fibra de Bragg (FBG) es una solución rentable para mejorar el rendimiento de los láseres de bajo costo. Como se muestra en la Figura 1, el FBG está inscrito en el cable flexible de fibra, generalmente cerca del chip emisor, formando una cavidad láser externa.
En comparación con los diodos láser Fabry-Perot convencionales, los láseres de cavidad externa basados en FBG no solo presentan un ancho de línea más estrecho sino que también exhiben una mayor supresión de la deriva de longitud de onda inducida por variaciones en la temperatura o la corriente de accionamiento, los dos factores comunes que causan cambios en el rendimiento de los diodos láser.
Para garantizar un bloqueo o estabilización de longitud de onda eficiente y confiable de los diodos láser, los fabricantes de láser deben seleccionar FBG que cumplan con las especificaciones básicas de rendimiento.
Los fabricantes de diodos láser también deben seleccionar proveedores de FBG confiables y técnicamente maduros que puedan ofrecer una amplia selección de longitudes de onda y configuraciones, incluido el tipo de fibra, fibra que mantiene la polarización (PM) o no, dimensiones y más.
Con su alta estabilidad térmica, excelente compatibilidad de integración, versatilidad en múltiples escenarios y capacidad de control preciso de longitud de onda, la rejilla de fibra de Bragg (FBG) se ha convertido en un componente central para el bloqueo y la estabilización de longitud de onda de alta precisión en diversas aplicaciones de láser semiconductor. Ya sea para el bloqueo de longitud de onda en láseres de bomba de alta potencia o para mejorar el rendimiento de módulos láser de bajo costo, FBG logra un bloqueo preciso de la longitud de onda y una reducción del ancho de línea optimizando el mecanismo de retroalimentación externa, al tiempo que resiste eficazmente perturbaciones externas como la temperatura y las variaciones de la corriente de accionamiento.
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