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光芯片的谐振腔设计与纵模控制技术.docx
资料介绍
光芯片的谐振腔设计与纵模控制技术
引言
谐振腔是激光器的核心结构，决定了激光器的激射波长、纵模特性、输出功率和线宽等性能。2026年，光芯片的谐振腔设计已从传统的FP腔向DFB、DBR和微腔方向发展，纵模控制技术使激光器实现了单纵模激射，边模抑制比超过35dB。在高速EML和可调谐激光器中，谐振腔的设计需要综合考虑波长精度、调制速率和温度稳定性。
谐振腔原理
谐振条件
激光器的谐振腔由两个端面反射镜组成，光在谐振腔中往返传播，满足谐振条件时形成驻波，产生纵模。谐振腔的长度决定了纵模的间距，腔长越长，纵模间距越窄。
谐振腔的设计是激光器性能的核心，在DFB激光器中，光栅在谐振腔中提供波长选择性的反馈，实现单纵模激射，边模抑制比超过35dB。在可调谐激光器中，谐振腔的调谐设计使激光器可在C波段内连续调谐。
腔体类型
1. FP腔：法布里-珀罗腔，由两个端面反射镜组成，多纵模激光
2. DFB腔：分布式反馈腔，在谐振腔中集成光栅，单纵模
3. DBR腔：分布式布拉格反射腔，用光栅替代端面反射镜
4. 微环腔：环形谐振腔，尺寸极小，适合光子集成
纵模控制
单纵模
单纵模激光器通过光栅或短腔长实现单纵模激射，在光通信中需要单纵模以保证波长精度和传输质量。
DFB激光器
光栅反馈
DFB激光器在谐振腔的有源区上方或下方制作布拉格光栅，光栅提供波长选择性的反馈，使激光器在光栅的布拉格波长处激射。
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