在单频光纤激光器领域，DFB型（分布反?。┖虳BR型（分布布拉格反射）是两种主流技术，它们虽只有一字之差，却在结构、性能和应用上有着鲜明区别。

DFB型单频光纤激光器与DBR型单频光纤激光器的核心差异在于谐振腔结构的设计，这直接决定了它们不同的技术特性和应用场景。

简单来说，DFB型将光栅分布在整个增益介质中实现反馈与选频，而DBR型则将光栅置于增益介质之外，作为反射镜来构成谐振腔。

01 工作原理：结构差异造就不同特性

要理解DFB和DBR激光器的区别，首先需要了解它们是如何构建谐振腔的——这是激光器的核心部件。

DFB型激光器

DFB型的最大特点是一体化设计。它在整个增益光纤中直接制作相移光栅，使得光栅同时承?！安鲆妗焙汀胺蠢⊙∑怠绷礁鋈挝?。

这种结构类似于一个均匀的、周期性结构的“超级光栅”，通过其特殊的分布反馈机制，只允许一个特定的纵模振荡，从而实现单频激光输出。

由于其谐振腔本身就是增益介质，DFB型激光器通常具有结构紧凑、稳定性高的优点。

DBR型激光器

相比之下，DBR型激光器采用分离式设计。它将增益介质和布拉格光栅分开——光栅只作为反射镜使用，置于增益光纤的两端或一端。

这种设计类似于把光栅当作“镜子”，而增益介质是“发光体”，两者各司其职。

DBR激光器的布拉格光栅是和有源区分开放置的。 这种分离设计带来一个关键优势：波长可调谐性。

通过改变光栅区域的电流，可以调节其折射率，从而改变激光器的输出波长。

02 性能对比：各有千秋的技术特点

由于结构上的根本差异，DFB和DBR型单频光纤激光器在性能表现上各有擅长。

光谱特性

DFB型激光器以其极窄的线宽著称，通常可以达到kHz量级，甚至更窄。

例如，一些商用的DFB型单频光纤激光器线宽可达3kHz，这使得它们在需要极高相干性的应用中表现出色。

DBR型激光器虽然也能实现窄线宽，但通常略逊于DFB型。不过，DBR型在边模抑制比方面表现优异，一般能达到60dB以上，这意味着主模与边模的强度差非常大，光谱纯度很高。

频率稳定性与调谐能力

DFB型激光器由于一体化设计，其频率稳定性极佳，温度变化对其影响较小。 然而，它的波长调谐范围相对有限。

DBR型激光器的优势在于其出色的频率调谐能力。 通过内置压电陶瓷(PZT)和精密温控技术，DBR型激光器可以实现数GHz范围内的快速频率调谐，以及数十GHz范围内的无跳模调谐。

这种特性使其在需要频率扫描的应用中不可或缺。

输出功率与可靠性

DFB型激光器由于采用短腔设计，能够实现的输出功率相对有限。

DBR型激光器在功率输出方面表现更好，例如有研究报道2μm波段的DBR型单频光纤激光器实现了18.2mW的输出功率，泵浦转换效率达27%。

在可靠性方面，DBR型激光器的光栅仅负责反射，处理好折射率就行；有源区就只要管好量子阱就行。 这种分工明确的设计使得DBR型在某些应用场合更为可靠。

03 应用场景：各有所长的领域选择

基于上述性能差异，DFB和DBR型单频光纤激光器在实际应用中各有侧重。

DFB型激光器适用领域

DFB型激光器凭借其极窄线宽和低噪声特性，在对这些指标要求极高的领域表现出色：

高精度光纤传感：如光纤水听器、光纤加速度计、光纤磁力计等。这些传感器通常需要kHz量级的线宽和低频率噪声。

相干光通信：窄线宽是保证通信系统灵敏度的关键。

激光雷达与精密测量：长相干长度使其在干涉测量中具有优势。

DBR型激光器适用领域

DBR型激光器则凭借其可调谐性和较高的输出功率，在以下领域大放异彩：

高分辨光谱：其频率调谐能力非常适合用于光谱分析。

量子信息处理：需要精确控制激光频率的场合。

非线性频率变换：较高的输出功率有利于非线性效应的产生。

气体检测与传感技术：可调波长使其能够匹配不同气体的吸收线。

DFB型单频光纤激光器凭借其极窄线宽和高稳定性，是高精度传感和相干通信的理想选择；而DBR型单频光纤激光器则以波长可调谐和较高的输出功率见长，在光谱分析和量子信息等领域不可或缺。

两种激光器并无绝对优劣之分，只有适合与否之别。

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