服务热线

13810233784
网站导航
技术文章
当前位置:主页 > 技术文章 > 离散模半导体激光器实现单纵模输出

离散模半导体激光器实现单纵模输出

更新更新时间:2024-05-16 点击次数:273
单纵模线宽半导体激光器是TDLAS等气体分析监测设备的常用激光器,爱尔兰Eblana Photonics公司离散模半导体激光器DM(Discrete mode diode laser)是一种同时具备高性能,高产量与低价格的优异产品。可以广泛应用在:

l      气体分析检测

l      FMCW车载激光雷达

l      超高带宽光纤通信等领域

DiagramDescription automatically generated with medium confidence 

 

简单讲,DM离散模半导体激光器与DFB分布反馈式单纵模半导体激光器类似,都是在F-P法布里-波罗半导体激光器的基础上进行二次加工,从而实现单纵模输出。而DM离散模半导体激光器性能更出色,更适合大批量工业生产,也正因为Eblana Photonics公司拥有离散模半导体激光器大规模工业量产的能力,在提供实现性能更高单纵模激光器的同时把售价做到比竞品更低。

 

离散模半导体激光器实现单纵模输出 

1. F-P半导体脊波导上做刻蚀工艺

 

请参考(如图1.)这是一个标准的F-P半导体激光器,Eblana Photonics公司拥有这种离散模半导体激光器制备工艺,是在F-P半导体激光器脊波导上一系列特定的位置,刻蚀上特定间距和深度的沟槽(如图2)。

 

 离散模半导体激光器实现单纵模输出离散模半导体激光器实现单纵模输出

2.电子显微镜下离散模激光沟槽的形貌

 

这一系列沟槽结构导致的激光介质折射率变化会干扰激光在F-P谐振腔内的传输模式,从而导致不同波长激光在谐振腔内的增益/衰减系数不同。举个例子,(如图3所示,标准F-P半导体激光器的输出包含多个纵模)

离散模半导体激光器实现单纵模输出 

3.F-P半导体激光器谱线输出(多纵模)

 

离散模半导体激光器实现单纵模输出 

4 沟槽结构实现单一纵模高增益

 

如前言,Eblana Photonics蚀刻出上述沟槽结构后,干扰并抑制了F-P激光器的几乎所有纵模,而留下特定的一个纵模实现不受干扰的高增益(如图4)。从而获得了理想的单纵模线宽半导体激光输出(如图5)。

 

离散模半导体激光器实现单纵模输出 

5.离散模半导体激光器是实现的单纵模输出

我们把此种工艺加工出的半导体激光器称之为离散模半导体激光器DM(Discrete mode diode laser)

 

离散模半导体激光器实现单纵模输出 

6. a.激光腔镜间衰减系数曲线,b.离散模半导体激光器实现单纵模输出

为了让读者理解方便起见,我们把上述三个曲线合在一个图内(如图6),图6a,刻蚀沟槽结构后在不同波长下F-P激光腔镜间衰减系数曲线,多数波长点高衰减系数达到的结果是把图6F-P半导体激光器的多数纵模成功抑制,而只留下图6b所示单独一个离散的纵模形成不受影响的单纵模输出,且能保持很好的边模抑制比(如图约45dB)。 这种制备工艺有一个重大好处是无需再次引入半导体外延生长工艺,在提升产品性能的同时经济性佳。

由于离散模工艺结构在内部就抑制了边模的增益,带来的另外一个好处是可以做到宽范围波长调谐下无跳模,(如图7和图8,)

离散模半导体激光器实现单纵模输出 

7. DMLD离散模半导体激光器在不同温度下的输出光谱,可见变温条件下仍保持单模输出且边模抑制比好于40db

 

离散模半导体激光器实现单纵模输出 

8.DMLD离散模半导体激光器在0-100宽范围调温调谐波长1542-1553nm

 

 离散模工艺结构还可以抑制反馈回F-P激光腔镜内的激光干扰,带来的好处是允许客户使用规格更低的光隔离器,甚至往往不加光隔离器也可以正常工作。(如图9)可见,和DFB分布反馈式半导体激光相比,同样用于光纤通信应用,在同等情况下,如果希望达到同等的BER 1.E-8(即百万分之一的比特误码率),DM离散模半导体激光器可允许高达-20dBm的反馈激光,而DFB分布反馈式半导体激光器只能允许-30dBm的反馈干扰激光强度。

离散模半导体激光器实现单纵模输出 

9. DM离散半导体激光器与DFB分布反馈半导体激光器对反馈干扰强度的允许度

DM离散模半导体激光器比较DFB分布反馈半导体激光器的另外一个好处是可提供更窄的输出线宽,(如图10)相对于同等DFB分布反馈半导体激光器10MHz以上的线宽,DM离散模半导体激光器可提供大致100kHz左右的激光输出线宽。

离散模半导体激光器实现单纵模输出 

10. DM离散半导体激光器与DFB分布反馈半导体激光器的线宽更窄

 

小结一下,爱尔兰Eblana Photonics公司离散模半导体激光器DM(Discrete mode diode laser),其优点是:

l          稳定的单纵模输出

l        可提供更窄的线宽

l       超宽的工作温度适应范围

l         在有强光反馈的情况下仍能稳定工作

l        制造工艺简单可靠,产量高且交期短

l       容易集成

l       低价格

 


 

下面简单介绍一下Eblana Photonics离散模半导体激光器的一些典型应用:

气体分析检测:

TDLAS(可调谐二极管激光吸收光谱)是利用可调谐的窄线宽半导体激光器线宽窄与可调谐的优点,将激光器的发射峰严格调谐到待测气体的吸收峰上,实现高精度,抗干扰,在线式的气体浓度检测。

Eblana Photonics离散模半导体激光器特点:

l      线宽,稳定的单纵模输出

l     可达2nm以上的无跳模波长调谐

l      容易集成,产量高,交期短,价格低

l      宽工作温度适应范围,耐光反馈

      

离散模半导体激光器实现单纵模输出 

离散模半导体激光器实现单纵模输出NH3氨气检测1512nm

离散模半导体激光器实现单纵模输出CH4甲烷检测1654nm

离散模半导体激光器实现单纵模输出 

CO一氧化碳检测2327nm

 

11. DM离散半导体激光器典型波长与对应气体吸收峰位

 

激光雷达: 

离散模半导体激光器实现单纵模输出 

Eblana Photonics离散模半导体激光器在1550nm人眼安全波段可用于激光雷达应用。其激光线宽可窄到100kHz,适合应用于激光多普勒测速应用。另外由于可做宽范围无跳模波长调谐,适合于高端的FMCW调频连续波车载激光雷达应用。需要提及的是离散模半导体激光器输出功率是mW级别,适合于做种子光源;需要在后续附加光纤放大器以达到瓦量级的输出功率。

 

超高带宽光纤通信:

在光纤通讯应用里面,激光的线宽越窄,可供使用的信道带宽就越宽。 Eblana Photonics的离散模半导体激光器制造工艺简单可靠,产量高且交期短,耐受严酷使用环境,非常适合于产业化的超高带宽光纤通信

 

 

 
 

2024 版权所有 © 先锋科技(香港)股份有限公司  备案号: sitemap.xml 管理登陆 技术支持:化工仪器网

地址:香港湾仔骆克道301-307号洛克中心19楼C室 传真: 邮件:lina-he@zolix.com.cn

关注我们

服务热线

13810233784

扫一扫,联系我们