Многомодовые (МLМ) лазеры, или лазеры с резонаторами Фабри—Перо

Многомодовые лазеры, или лазеры с резонатором Фабри—Перо, излучают несколько мод, спектр которых приведен на рис.10. Картина спектра де­монстрирует наличие доминантной моды желаемой длины волны и боковые моды меньшей амплитуды, отделенные промежутками шириной примерно в 1 нм. При модуляции излучения лазера модулируется не только основная мода, но и, точно также, боковые моды. Полная ширина спектра оптичес­кого излучения такого лазерного источника на уровне половины от макси­мума (FWHM) при наличии модуляции равна 4-5 нм.

Более тщательное изучение спектра лазера показывает, что несмотря на относительную стабильность полной выходной мощности, мощность каждой отдельной моды может значительно изменяться. Это явление, известное как распределение мощности по модам, имеет важное практическое значение. Ког­да лазерный сигнал передается по волокну, то, с учетом групповой задержки (хроматической дисперсии), зависящей от длины волны, распределение мощ­ности по модам приводит к возрастанию уровня шума в выходном сигнале. В результате в характеристике системы появляется не зависящий от мощности нижний уровень ошибок, который нельзя снизить путем выделения дополни­тельной мощности в бюджете системы. Для систем, работающих со скоростя­ми передачи данных большими, чем несколько сотен Мбит/с, на волокне с малыми потерями, это явление может стать основным фактором, ограничи­вающим длину пролета секции. Более того, даже небольшие отражения (об­ратно в сторону лазера) от внешних поверхностей оптического разъема, могут

Рисунок 10. Спектр многомодовых лазеров, или лазеров с резонатором Фабри-Перо

 

 

вызвать значительные изменения в «поведении» при распределении мощнос­ти по модам, а значит и в характеристиках самой системы.

Замечено, что имеется конечная вероятность того, что уровень четных мод, составляющих, в среднем, несколько процентов от общей мощности, может достичь больше половины общей мощности. В этом смысле было бы правильным определить эффективную ширину спектра лазера, как спект­ральный диапазон, в пределах которого моды, в среднем, могут переносить 1 или больше процентов общей мощности.

Одномодовые (SLМ) лазеры

SLМ-лазеры сконструированы так, что потери в резонаторе различны для его различных продольных мод, в противоположность тому, что имеет место для МLМ, потери которых независимы от мод. В МLМ-лазере продольная мода с минимальными резонаторными потерями достигает порога первой и становится доминантной модой. Другие соседние моды при этом дискрими­нируются, благодаря их более высоким потерям, которые удерживают нара­стание мощности от спонтанного излучения. В этом случае мощность, пере­носимая этими «вторичными» модами, обычно низкого уровня, меньше 1% полной излучаемой мощности. Если SLМ-лазер настроен правильно, то мож­но ожидать, что первая боковая мода по крайней мере на 30 дБ ниже, чем доминантная мода.

Контрольные вопросы:

1. Какие источники света Вы знаете?

2. Что называют интерференцией?

3. Какие волны называют когерентными?

4. Поясните условия максимумов и минимумов интерференционной картины.

5. Как получают когерентные световые волны?

6. Что называют поляризованной волной?

7. Поясните понятие дифракция света.

8. Чем отличается излучениелазера от излучение СИД?

9. Поясните назначение лазерного диода.

10. Поясните назначение СИД.

Тестовые вопросы:

1. Что является источником света?

А) ЛД и СИД; В) СИД; С) ЛД; Д) ФД и СИД.

2. Сложение в пространстве волн, при котором образуется постоянное во времени распределение амплитуд результирующих колебаний, называется …..

А) когерентной; В) интерференцией; С) генерацией; Д) рекомбинацией.

3. Какие волны называют когерентными?

А) волны имеющие одинаковую частоту и постоянную разность фаз их колебаний; В) волны имеющие одинаковую частоту их колебаний;

С) волны имеющие постоянную разность фаз их колебаний;

Д) волны имеющие одинаковую частоту и переменную разность фаз их колебаний.

4. Для линий связи большой длины используются …

А) ЛД и СИД; В) СИД; С) ЛД; Д) ФД и СИД.

 

 

СРС: Источники света Л1 стр 108-109, стр. 115-117 (конспект)

СРСП:Изучение сравнительной характеристики настраиваемых лазеров Л1 стр 117