Was ist ein Laser mit verteilter Rückkopplung (DFB)?

Ein Laser mit verteilter Rückkopplung (DFB) ist eine Halbleiterquelle für kohärentes Licht, deren aktive Region periodische Änderungen des effektiven Brechungsindexes entlang der Kavität aufweist. Diese periodische Struktur bildet die Grundlage des verteilten Bragg-Reflektors (DBR) – das Hauptmerkmal von DFB-Lasern. Sie ermöglicht einen überwiegend einmodigen Betrieb mit hoher Stabilität und schmaler optischer spektraler Linienbreite.
Der DBR im Inneren des Lasers fungiert als Wellenlängenfilter. Er lässt die Zielmode passieren und unterdrückt andere. Dadurch arbeiten DFB-Laser überwiegend in einem einzigen longitudinalen Modus bei einer bestimmten Wellenlänge, was sie zur optimalen Wahl für verschiedene Anwendungen macht, darunter Telekommunikationssysteme, spektroskopische Forschung und verschiedene Sensoren.
Die DFB-Laserdioden von Innolume arbeiten in einem Teil des nahen Infrarotbereichs (NIR). Dieser Wellenlängenbereich (780–1330 nm) eignet sich für optische Kommunikation, industrielle Sensoren, Qualitätskontrollgeräte, wissenschaftliche Instrumente und andere moderne photonische Systeme.

Vorteile von DFB-Lasern gegenüber anderen Lasertypen

Ein Distributed-Feedback-Laser verfügt über eine hohe spektrale Reinheit, stabile Betriebsmerkmale und seine Wellenlänge kann präzise für den Einsatz in spezifischen technischen Prozessen angepasst werden. Zu seinen wichtigsten Vorteilen gegenüber anderen Geräten gehören:

Einmodiger Betrieb. Ein einzelner longitudinaler Modus bei einer erforderlichen Wellenlänge macht sie zu einer guten Wahl für verschiedene Anwendungen.

Stabiler Betrieb. Diese Geräte sind die stabilsten Laserquellen; bestimmte Geräte ermöglichen einen modensprungfreien Betrieb über weite Strom- und Temperaturbereiche hinweg.

Schmale Linienbreite. DFB-Laser können eine sehr schmale Linienbreite erreichen, die typischerweise von einigen zehn Megahertz bis zu einigen hundert Kilohertz reicht (in einigen speziellen Fällen sogar bis auf wenige Kilohertz). Dies gewährleistet eine hohe Kohärenzlänge.

Hohe Temperaturstabilität. Hohe Wellenlängen-Temperaturstabilität, die um ein Vielfaches besser ist als bei FP-Lasern (z. B. 100 pm/K gegenüber 300–600 pm/K).

Hochfrequenzbetrieb. DFB-Laser werden häufig in Hochfrequenzanwendungen eingesetzt; einige von ihnen sind in der Lage, direkt mit Frequenzen von über 10 GHz zu modulieren.

Typen unserer DFB-Laser

Distributed-Feedback-Laserdioden können sich in ihrer Konfiguration und anderen technischen Merkmalen unterscheiden, was ihre Anpassung an spezifische Anwendungen und technische Anforderungen ermöglicht. Innolume bietet eine Reihe beliebter Geräteoptionen an, darunter:

DFB-Laser mit Einzelwellenlänge (Standard). Distributed-Feedback-Laser mit schmaler optischer spektraler Linienbreite bei einer bestimmten Wellenlänge. Die stabile Emission mit hoher Kohärenzlänge macht sie unentbehrlich für Telekommunikation, Spektroskopie und Metrologie. Ein integrierter optischer Isolator wird zur Stabilität der Linienbreite dringend empfohlen.
DFB-Arrays mit mehreren Wellenlängen (kundenspezifische Entwicklung). Dieser Typ ist auf spezifische Kundenanfragen hin erhältlich.
Leistungsstarke DFB-Laser (in Entwicklung). Sie behalten den Einmodenbetrieb bei und bieten eine signifikante Leistungssteigerung im Vergleich zu leistungsschwächeren Modellen (< 50 mW). Geeignet für die Freiraum-Optokommunikation und Materialbearbeitung. Sie werden als Pumpquellen für die nichtlineare Optik eingesetzt.
DFB-Laser mit schmaler Linienbreite (in Entwicklung). DFB-Laser mit einer extrem schmalen Linienbreite (bis zu 150 kHz). Dieses Design ist für Anwendungen optimiert, bei denen ein hoher Kohärenzgrad erforderlich ist. Diese hochmodernen Geräte sind für Spektroskopie, Quantenoptik, kohärente Kommunikation, optische Metrologie, LIDAR und sogar Atomuhren konzipiert.
Gepulste DFB-Laser. DFB-Laser können eine Spitzenleistung von 300 mW in Nanosekundenpulsen erreichen. Sie sind in der Lage, ultraschnelle Pulse von 50 Pikosekunden mit einer Spitzenleistung von 250 mW mittels Gain-Switching-Technologie zu erzeugen.
RF-modulierte DFB-Laser. DFB-Laser, die in RF-Module integriert sind, wurden für Hochfrequenzanwendungen entwickelt und unterstützen die Direktmodulation von mehreren Dutzenden bis hin zu mehreren Hundert Megahertz, mit Erweiterungen bis in den Gigahertzbereich. Versionen mit integriertem Bias-T vereinfachen die Anschlüsse, indem sie HF- und Gleichstromvorspannungssignale kombinieren. Diese vielseitigen Module eignen sich für ein breites Aufgabenspektrum.

Spezifikationen unserer DFB-Laserdioden

Distributed-Feedback-Laserdioden verfügen über kontrollierte, stabile Eigenschaften, die sie in vielen Anwendungen effektiv machen. Ihre Leistung wird durch die folgenden Parameter bestimmt:

Wellenlängenbereich: 780–1330 nm für den nahen Infrarotbereich (NIR).
Temperatur- und Stromabstimmung. DFB-Laser sind leicht über Strom und Temperatur abstimmbar. Die typische Wellenlängenabstimmung durch Strom beträgt einige pm/mA, während die Temperaturabhängigkeit bei einigen hundert pm/K liegt. Die Wellenlänge kann innerhalb der empfohlenen Strom- und Temperaturbereiche präzise eingestellt werden.
Optische Ausgangsleistung: bis zu 100 mW, abhängig von der Wellenlänge und den Designmerkmalen.
Linienbreite: von einigen Megahertz bis hinunter zu einigen hundert Kilohertz (in bestimmten Fällen). Eine schmale spektrale Linie ist ein charakteristisches Merkmal von DFB-Laserdioden, was ihren Einsatz in verschiedenen Branchen ermöglicht.

Sidemode Suppression Ratio (SMSR): mehr als 40 dB, mit typischen Werten um 50 dB. Dieses Niveau reduziert das spektrale Rauschen erheblich und ermöglicht den Einsatz der Laser im Einmodenbetrieb selbst bei hoher Leistung.
Gepulster Betrieb und HF-Modulation. DFB-Laser liefern typischerweise eine Spitzenleistung von bis zu 300 mW in Nanosekundenpulsen. Die Gain-Switching-Technologie ermöglicht die Erzeugung von 50-Pikosekunden-Pulsen mit einer typischen Spitzenleistung von 250 mW. DFB-Laser in HF-Modulen unterstützen die Direktmodulation im Bereich von mehreren Dutzend bis mehreren Hundert Megahertz. Versionen mit integriertem Bias-T vereinfachen die elektrischen Anschlüsse, indem sie HF- und Gleichstromvorspannungssignale innerhalb des Moduls kombinieren.
Formfaktoren: Distributed-Feedback (DFB)-Laser sind in TO-Dosen-, 14-Pin-Butterfly- (Typ 1), 7-Pin-HF- und Chip-on-Submount-Formaten erhältlich. Dies macht sie vielseitig und flexibel einsetzbar in verschiedenen photonischen Systemen.

Vorteile unserer Distributed-Feedback (DFB)-Laser

Die DFB-Laserdioden von Innolume verfügen über ein optimiertes Design, das durch jahrelange Arbeit mit Halbleiterlasern entwickelt wurde. Unsere wichtigsten Vorteile sind ein breites Angebot an verfügbaren Wellenlängen, Wellenlängenpräzision, schmale Linienbreite und kundenspezifische Lösungen. Nachfolgend einige der Vorteile, die diese Geräte bieten:

Hohe Signalreinheit im Einmodenbetrieb. Ein DFB-Laser kann im Einzelmodus betrieben werden, während günstigere Fabry-Pérot (FP)-Dioden stets mehrere longitudinale Modi emittieren. Der Einzelmodenbetrieb eliminiert unerwünschtes Spektralrauschen und Modensprünge.
Schmale spektrale Linienbreite. Die DFB-Technologie ermöglicht die Erzeugung von Einmodenlasern mit einer optischen spektralen Linienbreite von wenigen Megahertz und in einigen Fällen sogar von Hunderten von Kilohertz. Dies macht sie zur idealen Wahl für Branchen mit hohen Anforderungen an die Signalreinheit, wie kohärente optische Kommunikationssysteme und Spektroskopie.
Temperaturstabile Wellenlänge. Die DFB-Laserdioden weisen eine geringere Temperaturabhängigkeit auf als herkömmliche FP-Laser. Dies garantiert präzise Messungen in Laser-Entfernungsmessgeräten und industriellen Sensoren selbst bei Temperaturschwankungen sowie eine saubere Kommunikation.
HF-Modulation. Die Fähigkeit von Laserdioden, schnell zwischen verschiedenen Leistungsstufen zu wechseln, ermöglicht ihren Einsatz in Glasfasernetzwerken. Sie übertragen effektiv große Datenmengen in kurzer Zeit bei minimaler Verzerrung. Darüber hinaus werden sie in der wissenschaftlichen Forschung eingesetzt (z. B. zur Unterdrückung der stimulierten Brillouin-Streuung).
Lange Kohärenzlänge. Ein Distributed-Feedback-Laser verfügt über eine lange Kohärenzlänge und eignet sich im Vergleich zu FP- und VCSEL-Geräten für Interferometrie, faseroptische Sensoren und präzise Metrologie.
Kundenspezifische Lösungen. Unser Katalog umfasst Distributed-Feedback-Laser mit Wellenlängen von 968 bis 1330 nm sowie die Möglichkeit individueller Anpassungen. Sie können in Hightech-Branchen wie der Quantenoptik, der Medizintechnik und bei Laser-Entfernungsmessgeräten eingesetzt werden.
Gehäuseoptionen. Innolume fertigt Laserdioden in TO-Dosen-, 14-Pin-Butterfly- (Typ 1), 7-Pin-HF- und Chip-on-Submount-Formaten.

Typische Anwendungen unserer Laser mit verteilter Rückkopplung (DFB)

Unsere DFB-Laser werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von der Telekommunikation und Datenkommunikation (Datacom) bis hin zu Quantenkommunikation und Weltraumprojekten. Sie werden auch in der Präzisionsmesstechnik, medizinischen Diagnostik und verschiedenen wissenschaftlichen Forschungsbereichen wie der Spektroskopie und Gassensorik verwendet. Hier sind die beliebtesten Anwendungen für Innolume-Dioden:

Optische Kommunikation und Datacom – einschließlich Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungssystemen, optischen Modulen und Kommunikationssystemen für Rechenzentren.
Quantentechnologien – einschließlich Anwendungen in der Quanteninformatik, Quantenkommunikation und Erzeugung von Zufallszahlen für die Quantenkryptographie.
Biomedizinische Forschung – wie Fluoreszenzspektroskopie und photonische Diagnostik sowie Glukoseanalyse.
Industrielle Anwendungen – einschließlich Laser-Materialbearbeitung, präziser Kalibrierung, Pikosekunden-Impulserzeugung und spektroskopischer Untersuchung von Atomübergängen.
Wissenschaftliche Forschung – Detektoren für Gravitationswellen, hochpräzise Experimente und Erzeugung kurzer Pulse.
Sensorik und Detektoren – für faseroptische Sensoren, atomare Spektroskopie und Frequenzumwandlung in spektroskopischen Aufbauten.
LIDAR und Fernerkundung – einschließlich Entfernungsmessung, 3D-Kartierung, Umweltüberwachung, Objekterkennung und autonomer Fahrzeugsteuerung.

Warum Sie Laser mit verteilter Rückkopplung (DFB) bei Innolume bestellen sollten

Innolume bietet DFB-Laserdioden mit einer breiten Auswahl an verfügbaren Wellenlängen, hoher Wellenlängenstabilität, schmaler optischer Spektrallinienbreite und kundenspezifischen Optionen an. Unsere Laser sind ideal für Telekommunikation, Spektroskopie, LIDAR und Quantentechnologien. Wir bieten erschwingliche Preise für DFB-Laser mit verschiedenen Wellenlängen, die in unterschiedlichen Gehäusen montiert sind und für CW-, gepulste und HF-Anwendungen geeignet sind. Dies erleichtert die Integration dieser Geräte in Ihre Systeme.

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