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2022年9月17日，中國光學(xué)工程學(xué)會、中國感光學(xué)會組織了四位院士和多位專家對度亙激光技術(shù)(蘇州)有限公司完成的“通信級高功率單模980nm半導(dǎo)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(xué)工程學(xué)會委托五位專家組成測試組，對項目的產(chǎn)品進行了嚴(yán)格的現(xiàn)場考察和測試檢驗。會議期間，評價委員會專家認(rèn)真聽取了度亙激光CTO楊國文博士關(guān)于項目的研制報告和技術(shù)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(guān)資料，并進行了嚴(yán)謹(jǐn)質(zhì)詢和充分討論。評價委員會一致認(rèn)為“該項目技術(shù)難度很高、結(jié)構(gòu)和工藝方面創(chuàng)新性強、經(jīng)濟社會效益顯著，成果整體技術(shù)處于國際先進、國內(nèi)領(lǐng)先水平，其中在電光轉(zhuǎn)換效率和模塊光譜帶寬方面達到國際領(lǐng)先水平”。

應(yīng)用與背景

高壽命可靠性全光網(wǎng)絡(luò)作為大容量光通信的基礎(chǔ)，摻鉺光纖放大器（EDFA）可以進行光信號的直接放大，是實現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)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(wèi)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(fēng)、以及3D感知）等方面都具有極其重要的作用。

應(yīng)用原理與技術(shù)路線

通過980nm激光泵浦源泵浦摻鉺光纖，可以實現(xiàn)基于波分復(fù)用技術(shù)的1550nm的信號光的放大，從而實現(xiàn)大容量、遠(yuǎn)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(shù)難點

通信級高功率單模980nm半導(dǎo)體激光泵浦模塊的核心關(guān)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(yè)應(yīng)用產(chǎn)品，在可靠性、電流密度和功率密度等重要參數(shù)方面都要高1到2個數(shù)量級，開發(fā)難度很大。

難點包括：

1）高單模輸出功率和高電光轉(zhuǎn)換效率問題

2）極高腔面光功率密度導(dǎo)致的災(zāi)變性光學(xué)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(dǎo)體激光芯片與模塊的“卡脖子”問題，在芯片設(shè)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(tǒng)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(guān)鍵技術(shù)和工藝，歷經(jīng)4年的艱苦努力，成功開發(fā)了高功率、高效率和高可靠性單基橫模半導(dǎo)體激光芯片與模塊的系列產(chǎn)品，實現(xiàn)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(chǎn)品

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

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

以上系列產(chǎn)品均通過了Telcordia GR-468-CORE通信標(biāo)準(zhǔn)驗證。