Láser reflector de Bragg distribuido

Un láser de reflector de Bragg distribuido ( DBR ) es un tipo de diodo láser de frecuencia única . Otros tipos prácticos de diodos láser de frecuencia única incluyen los láseres DFB y los láseres de diodo de cavidad externa. Un cuarto tipo, el láser de cavidad acoplada clivada, no ha demostrado ser comercialmente viable. Los VCSEL también son dispositivos de frecuencia única. ^{[ 1 ]} La estructura del láser DBR se fabrica con características superficiales que definen una guía de onda de cresta monolítica de modo único que recorre toda la longitud del dispositivo. Una cavidad resonante se define mediante un espejo DBR altamente reflectante en un extremo y una faceta de salida clivada de baja reflectividad en el otro extremo. Dentro de la cavidad hay una porción de cresta de ganancia, donde se inyecta corriente para producir un único modo láser espacial. El espejo DBR está diseñado para reflejar solo un único modo longitudinal. Como resultado, el láser opera en un único modo espacial y longitudinal. El láser emite desde la faceta de salida opuesta al extremo DBR. El DBR es continuamente sintonizable en un  rango aproximado de 2 nm cambiando la corriente o la temperatura. El coeficiente de temperatura es aproximadamente 0,07  nm/K y el coeficiente de corriente es aproximadamente 0,003  nm/mA. ^{[ 2 ]} Los láseres DBR son fuentes ópticas estables y de bajo ruido. Cuando se utilizan con una fuente de alimentación de bajo ruido a temperatura constante, los láseres DBR de emisión lateral tienen un ancho de línea inferior a 10  MHz. Los niveles de potencia suelen alcanzar varios cientos de milivatios.

Los láseres DBR se confunden a menudo con los láseres DFB . ^{[ 3 ]} Ambos presentan un ancho de línea estrecho y un funcionamiento estable de frecuencia única. Sin embargo, la ubicación del elemento de retroalimentación (la rejilla) hace que el DBR y el DFB tengan características operativas distintas. Debido a que la rejilla está distribuida a lo largo de toda la región de ganancia en el DFB, la rejilla y la región de ganancia experimentan condiciones similares cuando el dispositivo se sintoniza con corriente y temperatura. El DFB puede presentar un rango de sintonización continuo de 2  nm o más. Sin embargo, en un rango de corriente o temperatura suficientemente largo, la longitud de onda emitida saltará repentinamente a una longitud de onda más larga (desplazamiento al rojo), ^{[ 4 ]} dejando un hueco en el rango de sintonización.

Debido a que el láser DBR posee una región de rejilla pasiva, su característica de sintonización difiere de la de la región de ganancia. El aumento de la corriente en la región de ganancia provoca un desplazamiento al rojo en la salida del láser debido al calentamiento. La curva de reflectividad de la rejilla pasiva no se modifica. Como resultado, la rejilla experimentará una pérdida de reflectividad en las longitudes de onda más largas, lo que eventualmente inducirá un desplazamiento al azul discontinuo en la longitud de onda para encontrar un modo de mayor ganancia. Este desplazamiento al azul garantiza que la característica de la longitud de onda se repita al aumentar la temperatura o la corriente, evitando así interrupciones en la sintonización. ^{[ 5 ]}