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Distributed Feedback Laser, kurz DFB-Laser, sind Laserdioden, bei denen das aktive Material gitterartig strukturiert ist. Dieses Gitter (Bragg-Reflektor) dient aufgrund von Interferenz als wellenlängenselektive optische Rückkopplung.

Sie verfügen über eine tiefere Schwellenstromgrenze und eine bessere Strahlenqualität als eine konventionelle Laserdiode (Fabry-Perot-Laser). So werden die beim Fabry-Perot-Laser entstehenden Nebenmoden, welche bei der Glasfaserkabel-Übertragung zu Dispersionseffekten führen, minimiert.

Während konventionelle Laserdioden auf mehreren longitudinalen Moden schwingen, arbeiten BFB-Laser auf nur einer longitudinalen Mode.

Die spektrale Bandbreite des DFB-Lasers ist sehr gering. Die Abweichungen von der eingestellten Wellenlänge sind kleiner als 10^-7. Bei einer Wellenlänge von 2 µm, entsprechend einer Frequenz von ca. 200 THz, betragen sie ca. 0,2 pm (0,0002 nm), entsprechend 20 MHz. Werte von 2 MHz sind im Labor erreichbar (Zum Vergleich: bei konventionellen Laserdioden beträgt die spektrale Bandbreite ca. 1…4 nm).

DFB-Laser stellen eine preiswerte Alternative zu Wellenlängenselektionsverfahren außerhalb des Laserkristalles (ECDL für External Cavity Diode Laser) dar, erreichen jedoch nicht deren noch höhere Stabilität (ca. 1 MHz). Auch jenseits infraroter Wellenlängen (sichtbarer Spektralbereich) können Laserdioden weiterhin nur mit externen Interferenzgittern frequenzstabilisiert werden [1].

Während bei DFB-Laserdioden die Bragg-Struktur in der aktiven Zone (der Verstärkungszone) liegt, ist sie beim Distributed-Bragg-Reflektor-Laser (DBR-Laser) außerhalb der aktiven Zone, jedoch in einem mit auf dem Chip integrierten Wellenleiter angeordnet.

Sowohl DFB- als auch DBR-Laser lassen sich durch Temperaturänderung verstimmen. Das erfordert einerseits für hohe Wellenlängenstabilität eine exakte Thermostatierung, ermöglicht jedoch andererseits eine Veränderung bzw. Einstellung der Wellenlänge innerhalb eines großen Bereiches.

DFB- und DBR-Laser werden auf Grund ihrer Genauigkeit in Dense Wavelength Division Multiplex (DWDM)-Systemen, zur genauen Längenmessung, in der optischen Spektroskopie (Raman-Spektroskopie), zum Nachweis von Spurengasen (Anregung von Atom- und Molekülresonanzen) und zum Testen/Ausmessen von Glasfasern eingesetzt [2].

Siehe auch

Beugungsgitter, Bragg-Reflektor (siehe bei Bragg-Gleichung), Multiplexverfahren, Diodenlaser

Weblinks

Vergleich und Skizzen zu DFB, DBR, ECDL (engl.) (Fa. Toptica Photonics)

Beispiele von DFB- und DBR-Lasern (Fa. Eagleyard, Ausgründung (spinoff) des Ferdinand-Braun-Institutes Berlin)

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