0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看威廉希尔官方网站 视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

DFB激光器芯片和FP激光器的区别

芯片工艺威廉希尔官方网站 来源:芯片工艺威廉希尔官方网站 作者:芯片工艺威廉希尔官方网站 2021-10-27 16:15 次阅读

DFB激光器芯片和FP激光器的区别

法布里-珀罗激光器(FP-LD)是最常见、最普通的半导体激光器,它最大的特点是激光器的谐振腔由半导体材料的两个解理面构成。目前光纤通信上采用的FP-LD的制作威廉希尔官方网站 已经相当成熟,普遍采用双异质结多量子阱有源层、载流子与光分别限制的结构。

DFB相比于常见的FP激光器不同之处就是它在外延处就植入了布拉格光栅,在F_P谐振腔内既可形成选模结构,实现完全单模工作。

在外延的阶段,中间插入光栅制造步骤,然后再接着二次外延生长。

这个阶段大家可以想想看工艺会出现什么异常?

布拉格光栅大家都知道是什么样的吗?

布拉格光栅 (FBG) 是一种周期性,作为波长选择镜的微结构,有的是一串微沟道、有的是一串不同折射率的介质。例如布拉格光栅光纤,就是光谱光源被注入到光纤后,只会存在非常窄的光谱。只有布拉格波长的光会被光栅反射,剩余的光波将继续通过光纤到下一个光栅,并且没有任何损失。说白话一点就是一个波长过滤器的作用。

外延生长的温度比较高,六七百摄氏度都正常,因此这些光栅沟槽会发生回熔,光栅就会变形,甚至完全消失,整个芯片的光栅就会变得残缺不全,激光器的内量子效率降低。DFB激光器的震荡频率偏离Bragg频率,其阈值增益较高。

一种高性能DFB激光器结构,包括InP基底,在所述InP基底上从下而上依次采用MOCVD沉积的N‑InP缓冲层、N‑AlInAs外延层、N‑AlGaInAs波导层、AlGaInAsMQW、P‑AlGaInAs波导层、P‑AlInAs限制层、P‑InP限制层、光栅层、InGaAsP势垒过度层、InGaAs欧姆接触层;在所述N‑InP缓冲层与所述N‑AlInAs外延层中间插入一层N‑InAlAsP;本方案设计的一种高性能DFB激光器结构,在N‑InP缓冲层与N‑InAlAs外延层中间插入一层N‑InAlAsP,可以获得高质量的MQW,提高激光器的可靠性,同时还能平滑N‑InP缓冲层与N‑InAlAs外延层之间的导带能阶差,减小DFB激光器的电阻,提高DFB激光器的性能。

DFB激光器的制造

上文介绍了DFB外延的制作,芯片的制作和FP的过程差不多,可以参考以前的文章。下图是制备好的晶圆,进行分bar和切chip。

晶圆分成bar之后进行镀膜。但是DFB激光器在切割时会出现腔长的误差。腔面解离是一种纯机械的操作,并不能刚好切成整数倍光栅周期。

通常都会有光栅周期的随机残留。在AR侧没有影响,因为光不会在这一端面反射,但是在HR侧就会有很大影响。

如图,HR端就会出现不同的解离剩余距离出来,增加了相对于整个光学模式的随机腔面相位,并将导致模式偏移一定的量。相位就会随着激光器的确切长度而变化。

在FP器件中,腔长的微小变化对输出影响不大,长度的变化意味着器件将偏移其允许模式梳,单器件仍然会按照允许模式以最大增益激射(可能便宜1nm左右)。

在DFB激光器中,很小的偏移都会十分显著。当允许模式偏移1nm或者2nm时,最低增益的特定模式就会变化。比如想在1313nm处最低增益点激射的,由于背腔相位不同,可能导致1311nm的波长激射。这将导致两个具有基本相同光增益的允许模式,使得器件有两个激射模式。

因此背腔相位对DFB激光器存在以下影响:

1 阈值电流的影响

背腔相位影响允许的激射波长,他们有不同的激射增益。

2 激射波长

随机背腔相位轻微便宜允许模式,但是由于增益随波长的略微变化而显著变化,具有最低增益的模式可能显著变化。

3 单模行为

针对某些背腔相位,两张允许的模式会有基本相同的激光增益,在这种情况下,器件可能有两个激射模式。

4 斜率效率

器件的功率分布依赖于相位,十分敏感,稍不同的背腔相位代表不同的斜率效率,不似FP那样,斜率效率敏感地依赖于背腔相位。

背腔相位是在激光器解离过程中随机定义出来的,因此不能得到精准控制,就是一个随机的数值,但是对于特定的设计和制作来讲,可以通过统计学的方法,统计批次的设计良率确定,进而在设计师考虑基于随机背腔相位和标称特性的分布。

责任编辑:haq

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 芯片
    +关注

    关注

    455

    文章

    50732

    浏览量

    423247
  • 激光器
    +关注

    关注

    17

    文章

    2514

    浏览量

    60335
  • DFB
    DFB
    +关注

    关注

    1

    文章

    25

    浏览量

    9916

原文标题:DFB分布反馈激光器:设计和制作

文章出处:【微信号:dingg6602,微信公众号:芯片工艺威廉希尔官方网站 】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    使用ONET1151L芯片能否驱动EML激光器

    我想了解一下,,使用ONET1151L芯片能否驱动EML激光器
    发表于 12-23 08:08

    电子科普!什么是激光二极管(半导体激光器

    ,并且市场需求在不断扩大。特别是近年来,随着数百瓦级的高输出激光二极管的开发,还有望用作汽车自动驾驶所需的LiDAR光源。 激光二极管与自然光和LED光的区别 激光二极管(半导体
    发表于 11-08 11:32

    激光显示上游核心器件系列:激光器

    参考意义。激光显示产品核心原材料包括:激光器、显示芯片以及镜头,本篇报告侧重于对激光器进行详细分析,激光器是光源的核心器件,光源在
    的头像 发表于 11-01 11:08 233次阅读

    驱动激光器的窄脉冲是怎么产生的?

    如题我现在用的是51单片机定时产生的脉冲 达不到窄脉冲的要求 手里有STM32可产生PWM,但是感觉百ns以内的窄脉冲,MCU的上升沿时间应该不短吧,而且高电平电压幅度也到不了3.3V 后面准备用三极管/mos管做开关去驱动激光器 怕电压幅度太小了 驱动不了开关管
    发表于 08-21 07:35

    石墨烯在激光器中的应用

    石墨烯在激光器中的应用是一个广泛而深入的研究领域,其独特的电学、热学和光学性质为激光器的性能提升和应用拓展提供了新的可能性。以下将详细探讨石墨烯在激光器中的具体应用、优势、挑战以及未来发展趋势。
    的头像 发表于 08-09 10:47 538次阅读

    波长可调激光器中的增益芯片和SOA

    ----翻译自SATO Kenji,ZHANG Xiaobo于2019年发表的文章 摘要: 本文讨论了用于波长可调激光器(TL)的半导体光放大器(SOA)和增益芯片的设计规则。即与常规SOA或激光器
    的头像 发表于 04-08 10:41 1196次阅读
    波长可调<b class='flag-5'>激光器</b>中的增益<b class='flag-5'>芯片</b>和SOA

    什么是超快激光器

    一、超快激光器的概念 超快激光器通常指用于发射超短脉冲的锁模激光器,例如,持续时间为飞秒或皮秒的脉冲。更精确的叫法应为超短脉冲激光器。而超短脉冲激光
    的头像 发表于 04-08 06:33 800次阅读
    什么是超快<b class='flag-5'>激光器</b>?

    一文解析分布式反馈(DFB激光器

    DFB激光器Distributed Feedback (DFB) Lasers,为克服FP激光器Fabry-Perot Laser的缺点而生
    发表于 03-18 09:54 6836次阅读
    一文解析分布式反馈(<b class='flag-5'>DFB</b>)<b class='flag-5'>激光器</b>

    浅谈激光器基础知识

    它是如何工作的? 激光产生高度相干、定向的单色光束。任何激光器的基本结构都是基于包含在多个反射之间的活性介质(气体或半导体)。激光的反射
    的头像 发表于 02-18 07:59 695次阅读
    浅谈<b class='flag-5'>激光器</b>基础知识

    光纤耦合激光器是什么 光纤耦合激光器支持多波长激光输出吗?

    光纤耦合激光器是什么 光纤耦合激光器支持多波长激光输出吗? 光纤耦合激光器是一种集成了激光二极管和光纤耦合器件的
    的头像 发表于 01-31 10:15 1047次阅读

    VCSEL激光器与EEL激光器区别

    VCSEL激光器与EEL激光器区别 VCSEL激光器与EEL激光器是两种不同的激光器威廉希尔官方网站 ,本文
    的头像 发表于 01-31 10:15 5680次阅读

    常见激光器类型

    图1:具有典型工作模式和增益介质的普通商用激光器,其中CW代表连续波 激光器通常根据用于光放大的增益介质进行分类。常见的增益介质类型有气体、半导体(二极管)和固态。 常见工业激光器概述 图1显示了
    的头像 发表于 01-24 06:44 1431次阅读
    常见<b class='flag-5'>激光器</b>类型

    半导体激光器产品参数介绍

    OPEAK提供规格齐全的激光二极管,输出波长范围从405-1654 nm,功率可达1.2W,激光器类型包括F-P、DFB、DBR、FBG、DM,线宽从500kHz直至若干nm。全部规格激光器
    发表于 01-23 09:14 1次下载

    使用固态激光器替代氦镉和氩离子气体激光器的六个优势

    介绍氦镉激光器和氩离子激光器作为中高功率的连续光输出一直是工业和科学应用中不可缺少的一部分,但它们正在逐渐被固态激光器占据市场份额,固态激光器具有稳定、线宽窄、能效高、尺寸小、维护成本
    的头像 发表于 01-16 08:15 523次阅读
    使用固态<b class='flag-5'>激光器</b>替代氦镉和氩离子气体<b class='flag-5'>激光器</b>的六个优势

    什么是激光器激光器的组成

    激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。1960年的5月16日,美国物理学家梅曼发明了世界首台激光器。人类第一次有了如此单色性
    的头像 发表于 01-02 10:28 1771次阅读
    什么是<b class='flag-5'>激光器</b>?<b class='flag-5'>激光器</b>的组成