阅读 | 订阅
阅读 | 订阅
技术前沿

激光器中横向模式

激光制造网 来源:芯片工艺技术2023-10-20 我要评论(0 )   

通常对于光通信用的激光器,波导设计用来实现单一横向模式。通过调节包覆层周围区域的厚度、脊型波导器件中脊形的刻蚀深度等,从而得到单模器件。对于激光器的重要性体...

通常对于光通信用的激光器,波导设计用来实现单一横向模式。通过调节包覆层周围区域的厚度、脊型波导器件中脊形的刻蚀深度等,从而得到单模器件。对于激光器的重要性体现在以下几方面:


1) 模式形状会控制器件的远场图案。

如上图,不做脊型波导设计的a芯片和窄脊型波导芯片b。远场图案对相干光源而言,实质就是近场图案(器件中模式形状)的傅里叶变换。

   单模的远场图案对于脊形波导器件是一个适中的30°发散角的较远的光束,大面积器件的远场图案则拉的很长,面内发射几度,面外非常发射。对于后期耦合到光纤是是非困难的。

2)激光器需要单模的第二个原因:器件实现真正单波长非常必要。DFB激光是使用周期光栅制备单模激光器,这是基于有效折射率来反射单一波长,不同横向模式具有不同的有效折射率,因此具有DFB光栅的多模波导可以有一个以上的波长输出。

   

  现实中,介质波导只是半导体激光器实际波导的简单一阶模型。激光器的波导区域也是增益区域,所以折射率具有与增益相关联的复数部分(或者说无电流时的损耗分量)。

     光学模式成为“增益导向”以及折射率导向,而不需要真正精确的光学截止设计,这种增益导向的趋势是偏向单一模式的传播。实践中,根据折射率分布计算的远场和模式结构细节,可能与制造器件的测量值有显著不同。


  作为波导, 半导体激光器将同时支持TE和TM模式,TE是横向电场,TM是横向磁场。但是在半导体量子阱激光器中,发射的光主要是TE极化。这是基于腔面处,TE和TM模式的反射系数不同,而且大多数激光器都本征的高度极化。

   对于TE和TM模式,只有某些离散的角度可以成为导引模式,从而沿波导传播。就像标准具的中的光,必须经过相长干涉来使标准具支持某个特定波长一样,波导中的光也必须经过相长干涉,让特定“模式”得以存在,对应于特定的入射角。

   在波导的分析中,典型的做法是固定波长,而自然选择其传播的角度,理由是一样的,假设腔体中的平面波源自底部边缘上的所有点,如果往返行程不是波长的整数倍的话,相消干涉将最终导致该光波消失。

允许模式的定义是,两个等效点之间的净相位差是2π的整数倍。


转载请注明出处。

光电,激光,激光企业,激光制造,激光器
免责声明

① 凡本网未注明其他出处的作品,版权均属于激光制造网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。获本网授权使用作品的,应在授权范围内使 用,并注明"来源:激光制造网”。违反上述声明者,本网将追究其相关责任。
② 凡本网注明其他来源的作品及图片,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本媒赞同其观点和对其真实性负责,版权归原作者所有,如有侵权请联系我们删除。
③ 任何单位或个人认为本网内容可能涉嫌侵犯其合法权益,请及时向本网提出书面权利通知,并提供身份证明、权属证明、具体链接(URL)及详细侵权情况证明。本网在收到上述法律文件后,将会依法尽快移除相关涉嫌侵权的内容。

网友点评
0相关评论
精彩导读