//

2022年9月17日，中國光學工程學會、中國感光學會組織了四位院士和多位專家對度亙激光技術(蘇州)有限公司完成的“通信級高功率單模980nm半導體激光芯片及泵浦模塊”項目舉辦了成果評價會，評價會獲得圓滿成功。

評價會之前，中國光學工程學會委托五位專家組成測試組，對項目的產品進行了嚴格的現場考察和測試檢驗。會議期間，評價委員會專家認真聽取了度亙激光CTO楊國文博士關于項目的研制報告和技術報告，審核了測試專家組組長的測試報告，審閱了查新報告及用戶使用報告等相關資料，并進行了嚴謹質詢和充分討論。評價委員會一致認為“該項目技術難度很高、結構和工藝方面創新性強、經濟社會效益顯著，成果整體技術處于國際先進、國內領先水平，其中在電光轉換效率和模塊光譜帶寬方面達到國際領先水平”。

應用與背景

高壽命可靠性全光網絡作為大容量光通信的基礎，摻鉺光纖放大器（EDFA）可以進行光信號的直接放大，是實現全光網絡的關鍵部件，而980nm泵浦激光芯片及模塊則是EDFA的心臟與核心。另外980nm激光泵浦源在海底通訊、衛星激光與空間通信、光纖陀螺、超快激光泵浦源、激光雷達（用于測繪、測風、以及3D感知）等方面都具有極其重要的作用。

應用原理與技術路線

通過980nm激光泵浦源泵浦摻鉺光纖，可以實現基于波分復用技術的1550nm的信號光的放大，從而實現大容量、遠距離的光信號傳輸。

基于980nm激光泵浦源的EDFA光信號放大原理圖

技術難點

通信級高功率單模980nm半導體激光泵浦模塊的核心關鍵為單模980nm激光芯片，這款芯片要求極高，包括極高的電流密度、極高的光功率密度、極高的可靠性要求，相對于目前的工業應用產品，在可靠性、電流密度和功率密度等重要參數方面都要高1到2個數量級，開發難度很大。

難點包括：

1）高單模輸出功率和高電光轉換效率問題

2）極高腔面光功率密度導致的災變性光學腔面損傷問題

3）極高電流密度和極高功率密度工作條件下的極高可靠性要求

針對通信級單模980nm半導體激光芯片與模塊的“卡脖子”問題，在芯片設計、外延材料生長、前端制備工藝、后端制備工藝、封裝測試分析、可靠性與失效分析等六大模塊進行了系統性深入研究，突破了芯片和模塊研制過程中IDM體系的諸多關鍵技術和工藝，歷經4年的艱苦努力，成功開發了高功率、高效率和高可靠性單基橫模半導體激光芯片與模塊的系列產品，實現了從外延材料、芯片到模塊的全制程完全自主可控。

980nm單基橫模激光芯片的典型光電特性曲線

980nm單模光纖耦合模塊的典型光電特性曲線

形成的主要系列產品

1）900mW單模芯片產品，典型電光轉換效率58%，在600mW和900mW工作條件下壽命可靠性（@60% CL）分別優于100FIT和500 FIT；以此開發的14pin蝶形封裝模塊獲得光纖輸出400-600mW系列產品。

2）1300mW單模芯片產品，典型電光轉換效率52%，在900mW和1300mW工作條件下壽命可靠性（@60% CL）分別優于100FIT和500FIT。以此開發的14pin蝶形封裝模塊獲得光纖輸出600-1000mW系列產品。

以上系列產品均通過了Telcordia GR-468-CORE通信標準驗證。