5. 三種類型的QCL

按振蕩腔設計的差異，QCL可以分為三大類：

圖1：QC激光器的基本結構包括FP-QCL（上圖）、DFB-QCL（中圖）和ECqcL（下圖）。增益介質顯

示為灰色，波長選擇機制為藍色，鍍膜面為橙色，輸出光束為紅色。

FP-QCL：最簡單的結構是F-P（法布里-珀羅）腔激光器（FP-QCL）。在F-P 結構中，切割面（天然理解面）為激光提供反饋，有時也使用介質膜以優化輸出。

DFB-QCL：第二種結構是在QC芯片上直接刻分布反饋光柵。這種結構（DFB-QCL）可以輸出較窄的光譜，但是輸出功率卻比FP-QCL結構低很多。通過最大范圍的溫度調諧，DFB-QCL還可以提供有限的波長調諧（通過緩慢的溫度調諧獲得10~20cm-1的調諧范圍，或者通過快速注入電流加熱調諧獲得2~3cm-1的范圍）。

只有滿足下式的那些特定波長的光才會受到強烈反射，從而實現動態單縱模 工作。式也稱為分布反饋條件（一般m取1）。

EcqcL： 將QC芯片和外腔結合起來，形成ECqcL。這種結構既可以提供窄光譜輸出，又可以在QC芯片整個增益帶寬上（數百cm-1）提供快調諧（速度超過10ms）。由于ECqcL結構使用低損耗元件，因此它可在便攜式電池供電的條件下高效運作。

三種類型的光通信激光器

在常用的三種激光中，FP激光比DFB激光容易產生，但FP激光的光線較寬（》1nm），波長的溫度漂移也較大（0.5nm/℃）， 因此不適用于高速和/或遠程應用。

DFB激光的光線則相對較窄（《0.04nm），波長對溫度的漂移也較小（0.1nm/℃），因此就比較適合高性能的通信應用。但DFB激光也有缺陷。首先，它工作在1500nm波段時很容易產生啁啾，因此通常需要外加調制器（在1300nm波段此局限并不重要）；其次，它沒有FP或VCSEL激光那樣容易產生，而且所需的閾值電流也比VCSEL激光大。

VCSEL激光的優點是線寬較窄（0.35nm）且波長對溫度漂移較小（0.06nm/℃）。另外，VCSEL激光的閾值電流也較小 （1mA），在相同的輸出功率下，它比DFB激光和FP激光的效率更高，而且不象DFB激光那樣容易產生啁啾。因而，即使速度為10Gbps的數據也可以直接采用VCSEL激光調制。最后，比起其它激光，制造和調整準直VCSEL都比較容易，這樣就能夠生產低成本基于VCSEL的收發器。這些特性看起來足以使VCSEL成為高性能通信應用的理想解決方案。其中850nm的VCSEL已經獲得大規模的應用，但是由于長波長（1310nm、1550nm）的VCSEL具有輸出功率不足以及制造工藝復雜等缺點，一直未能獲得大規模應用。