我们证明了在Fabry-Perot型QC激光脊上安装DBR，可以使光谱变窄10倍以上，Max侧模抑制比高达20dB，保持峰值光功率。我们的光栅是通过离子铣削制造的，并且通过实验探索光栅的长度和深度表明，在光栅长度方面存在“甜点”，在3mm长的激光脊上约200µm，并且在输出功率和光谱宽度之间存在明显的折衷，由光栅深度设置。我们还证明，在波导顶部包层厚度的限制下，需要更深的光栅来保持光谱缩小到峰值光功率。
分布式Bragg反射器量子级联激光器（2）
使用快速室温HgCdTe （MCT）检测器，在应用光栅之前和之后进行光电流-电压（LIV）测量，以确定阈值电流和峰值功率的zui终变化。激光器安装在具有ZnSl窗口的低温恒温器内，一个直径约2英寸（50毫米）的集合透镜放置在焦距之外；大约1.5英寸（38毫米）的距离。激光脊都被切割成总长度为3mm，宽度通常为8-25 μ m，光栅保持在脊宽范围内。这是为了避免暴露侧壁，从而使结构变短，而且我们相信这样做可以减少横向模式的数量，从而减少光束转向远高于阈值。图4(a)显示了应用DBR光栅前后，脊宽为30µm的不稳定激光器的LIV特性；误差条表示激光输出的时间变化，由于面内光束转向（常见的宽脊，高峰值功率激光器）。误差条是在随机时间间隔内进行多次测量产生的。当使用靠近发射面的大面积探测器进行测量时，观察到这些功率波动不那么显著，这表明这些变化实际上是由于光束指向不稳定造成的。图4(b)显示了在10µm宽的脊状激光器上进行的LIV测量与光栅长度的关系（重复测量后添加光栅截面），表明阈值电流密度与光栅长度的关系很小，并且从远离光栅的前面收集的光输出功率变化很小。我们将差分电阻的变化归因于实验不确定性，这些不确定性与离子研磨每个光栅部分后必须移除并重新包装设备进行测量有关。
图4
利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）在脉冲模式下测量了室温下的激光光谱，脉冲宽度为100 ns，重复频率为80 kHz。图5显示了在应用DBR之前和之后，从阈值到滚转的各种电流水平下测量的频谱输出的比较。所制备的DBR长200µm，深2.5µm，其中顶层熔覆层厚度3.4µm。结果表明，Max侧模抑制比为20dB， FWHM降低了10倍以上，并保持了峰值光功率。后一种特性对于上述应用特别有利，并且通常不具有DFB激光器
实验还探讨了改变光栅的深度和总长度的影响。为了优化长度，在一个范围内制作了~50µm步长的光栅，深度为1.8 ~ 2.5µm，每一步都对激光器进行了表征。如图6(a)所示，随着光栅长度从0增加到450µm，观察到阈值电流密度Max增加10%。然而，我们没有发现阈值电流密度和光栅深度之间有很强的相关性。图6(b)显示了测量的峰值输出功率与光栅长度的关系，显示了较长的光栅的峰值功率下降。我们将上述现象归因于散射损失的增加，与光栅周期数成比例，而该效应部分由背面反射率增加的预期增益补偿，对应于Bragg反射率阻带。
图5
图5显示了一个激光器，其光谱FWHM定义良好；然而，在离散多峰输出模式的情况下，这个数量没有很好地定义。因此，为了量化光谱变窄，测量模强度在峰值强度15dB范围内的区域所设置的光谱宽度，并除以模间距，模间距主要由腔长设置，因此是一个实验可测量的常数。该结果是测量激光有效模数的一个指标。图6(c)和图6(d)显示了在几个设备的峰值光功率下，这个量绘制为光栅长度和深度的函数。深度测量是在不同的激光器上进行的，因为为了增加深度，已经制造的光栅的进一步离子铣削在实验中被证明是极具挑战性的。因此，在这种情况下，相关的度量是应用光栅之前和之后的激光模式数量之差，即图6(d)中蓝色和红色走线之间的间隙。
我们得出的结论是，正如我们的模型先前预测的那样，就光栅长度而言存在一个“佳点”（例如，在3mm激光脊上L = 200 μ m），超过此点，以较低的峰值功率为代价，光谱窄化几乎没有收获。此外，我们观察到，为了使器件保持从阈值到峰值光功率的窄带输出，受波导包层厚度的限制，制作更深的光栅是有利的。
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