1光纤光栅激光器的基本结构
光纤光栅激光器在频域可以分为单波长，多波长两大类，在时域可以分为连续和脉冲两大类。传统的单波长光纤光栅激光器主要有两种：分布布拉格反射（DBR，Distributed Bragg Reflective）光纤光栅激光器和分布反馈（DFB，Distributed Feed Back）光纤光栅激光器。如下图1为DFB光纤光栅激光器的基本结构示意图，泵浦激光器有源区和刻有光栅的稀土掺杂光纤光栅反馈区同为一体构成谐振腔。只用一个光纤光栅来实现光反馈和波长选择，频率稳定性好，同时避免了稀土掺杂光纤与光栅的溶解损耗。
图1 DFB光纤光栅激光器基本结构图
图2 为DBR光栅光纤激光器的基本结构图。利用一段稀土掺杂光纤和一对相同谐振波长的光纤光栅构成谐振腔，能够实现单纵模工作。同时利用光纤光栅与纵向拉力的关系，采用拉伸光纤光栅可以实现波长的联系可调。调谐范围可达16nm以上。
图2 DBR光栅光纤激光器的基本结构图
2光纤光栅的选频原理
如下图3 靠近泵浦端的FBG1光纤光栅对泵浦波长具有高透射低反射特性，泵浦光经过FBG1 进入增益光纤，在增益光纤中形成粒子数反转产生受激发射光。远离泵浦端的光纤光栅FBG2一方面承担对腔内信号激光的反馈作用，另一方面腔内信号激光须从该光纤光栅耦合输出。经过FBG1和FBG2共同构成的谐振腔对辐射激光进行选频，得到所需波长的激光输出。
图3 DBR光纤光栅谐振腔
根据光纤光栅的的耦合模理论光纤光栅的反射率表示为
其中L为光栅长度，k为耦合系数，
。
是光栅周期，
光传播矢量常数。
为有效折射率，
为真空中的波长，
为整数。
光栅周期。
是紫外写入光的波长，
为写入光线的夹角如下图4
图4 紫外光写入光纤光栅示意图
对应的投射率为 T=1-R。
图5 布拉格光纤光栅反射谱
3 光纤光栅激光器的优点
光纤光栅激光器与外腔半导体激光器相比在很多方面存在优势
1）光纤光栅在外腔结构中不仅起到反射光的作用，而且还有选频的作用，激光器的工作波长由光纤光栅的布拉格波长决定。在制作光纤光栅时很容易控制精度，并且适用于几乎所有的光源，这是其他种类激光器不能相比的。
2）工作线宽小于DFB激光器，从几百kHz到几时kHz。
3）温度稳定性好，具有光纤本身更好的温度稳定性，光纤光栅布拉格波长随温度的变化只有0.01nm/℃。温度膨胀系数也比半导体激光器小，因此工作时对温度控制要求不高。
4）耦合封装简单，不存在空间的光学对准，只需要较为传统的封装技术即可，因此封装成本低。
5）高频调制下的频率啁啾效应小，抗电磁干扰。
