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【2021年版】DFBレーザー メーカー7社一覧

DFBレーザーのメーカー7社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


DFBレーザーとは

DFBレーザーは、レーザーダイオードの1種で、出力する波長が一定のレーザーになります。DFBは”Distributed FeedBack”の略で「分散帰還」と訳されます。ダイオードの層の境界に回折格子を作成することによって、活性層から出る光のうち回折格子の間隔の2倍の波長のみを増幅させて出力できます。印加する電流や使用環境、変調を加えた場合、通常のレーザーダイオードでは波長が乱れますがDFBレーザーは一定の波長で安定して出力できます。

DFBレーザーの使用用途

DFBレーザーは主に大容量で長距離の光通信で使用されます。光通信に利用される理由は、電流の大きさや使用環境、高速の変調に対しても安定して一定の波長で出力し続けるからです。その他のDFBレーザーの用途としては大腸や食道などの内視鏡検査、ラマン分光を利用した構造解析、波長の変換、ガス検査などが挙げられます。DFBレーザーの選定の際には、許容の電流や出力する波長、接続端子、対応する使用環境、サイズなどを考慮する必要があります。

DFBレーザーの原理

ここではDFBレーザーの動作原理を説明します。通常のレーザーダイオードと同様に、DFBレーザーにもp型のクラッド層、n型のクラッド層、そしてこれらの層間に活性層があります。p型のクラッド層にはプラスの電極が接続されており、n型のクラッド層にはn型の基盤があり、n型の基盤にはマイナスの電極が接続されています。それらの層の側面には反射板が付いています。DFBレーザーはp型のクラッド層と活性層の境界面が回折格子となるように製造されています。

動作時は電極から順方向に電圧を印加させます。電圧を印加によって電子とホールがそれぞれのクラッド層から活性層に入り込み、これらの電荷が再結合したときに発光します。この光は活性層の境界と反射板によって増幅されます。その時に回折格子によって反射する光は特定の波長のみを反射し、結果的に単一波長の光のみ増幅されていきます。その増幅された光を取り出したものがDFBレーザーです。

DFBレーザーの温度特性

DFBレーザーは、温度に対して非常に波長の安定性を有するのが特徴です。WDM等の波長多重光通信やコヒーレント光通信の分野においては、波長間のクロストークの抑制のためにスぺクラム波長線幅が狭いことも重要なのですが、もう一つ重要な要素として波長の温度制御性も重要なポイントになります。

一般のDFBレーザーでは、温度に対する波長勾配が約0.1nm/℃と言われており、DFBレーザーの回折格子の周期による波長調整とこの温度勾配の2つのパラメータ-で発振波長を決定および制御しています。

また周囲温度の影響を受けないように通常は温度サーミスタ等のモニタ端子と外部のペルチェ素子等で温度制御を実施していますが、コストや消費電流の低減のために、この外部からの温度制御が不要なDFBレーザーに関しても、そのパッケージ手法やAl系他の新規の化合物半導体材料等の適用と共に盛んに研究されています。

DFBレーザーを代表する1550nm波長

長距離光通信の世界では、通信時の損失をできるだけ抑制したいために、光ファイバーの通過損失が出来るだけ小さい波長を選びます。石英を原材料とする光ファイバはその通過する光の波長により、実は損失が大きく異なっており、一般に1.3μ帯と1.5μ帯の波長がよく用いられます。特に1550nmという波長は、損失が最小の波長のために、長波長DFBレーザーの代表的な波長と言えます。

1550nm波長のレーザーにはその他、原理的により単一モードでレーザー発振が可能な 回折格子(グレーティング)をλ/4位相シフトさせたDFBレーザーや、回折格子を活性層の上下から離れた場所に有するDBRレーザー等もあります。

FPレーザーとの比較

DFBレーザーとよく比較される半導体レーザーとしては、ファブリーペロ(FB)レーザーと呼ばれる半導体レーザーがあります。

FPレーザーの端面は、へきかい面であるために、結晶の面方位が揃った鏡面として用いることが出来き、ある波長で共振したスペクトラムをレーザー発振させて動きます。FPレーザーは完全な単一モードでのレーザー発振が困難である点が、DFBレーザーとの大きな違いです。

複数波形スペクトラムのマルチモード波形となるため、光通信用途には、実際のところはあまり適しません。CDやDVD等の光ピックアップやレーザープリンタ等にFPレーザーは用いられます。

参考文献
https://annex.jsap.or.jp/photonics/kogaku/public/15-02-kaisetsu1.pdf
https://www.fiberlabs.co.jp/tech-explan/about-ld/
https://optipedia.info/laser/ld/dfb-laesr/

DFBレーザーのメーカー情報

DFBレーザーのメーカー7社一覧


DFBレーザーのメーカーランキング

社員数の規模

  1. 1 株式会社光響
  2. 2 株式会社オプトロンサイエンス
  3. 3 株式会社キーストンインターナショナル

設立年の新しい会社

  1. 1 ハイフィネス・ジャパン株式会社
  2. 2 株式会社光響
  3. 3 アーチネクスト株式会社

歴史のある会社

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