度亘“通信级高功率单模980nm半导体激光芯片及泵浦模块”项目成果评价会成功举办

2022年9月17日，中国光学工程学会、中国感光学会组织了四位院士和多位专家对度亘激光技术(苏州)有限公司完成的“通信级高功率单模980nm半导体激光芯片及泵浦模块”项目举办了成果评价会，评价会获得圆满成功。

 

评价会之前，中国光学工程学会委托五位专家组成测试组，对项目的产品进行了严格的现场考察和测试检验。会议期间，评价委员会专家认真听取了度亘激光CTO杨国文博士关于项目的研制报告和技术报告，审核了测试专家组组长的测试报告，审阅了查新报告及用户使用报告等相关资料，并进行了严谨质询和充分讨论。评价委员会一致认为“该项目技术难度很高、结构和工艺方面创新性强、经济社会效益显著，成果整体技术处于国际先进、国内领先水平，其中在电光转换效率和模块光谱带宽方面达到国际领先水平”。

 

应用与背景

高寿命可靠性全光网络作为大容量光通信的基础，掺铒光纤放大器（EDFA）可以进行光信号的直接放大，是实现全光网络的关键部件，而980nm泵浦激光芯片及模块则是EDFA的心脏与核心。另外980nm激光泵浦源在海底通讯、卫星激光与空间通信、光纤陀螺、超快激光泵浦源、激光雷达（用于测绘、测风、以及3D感知）等方面都具有极其重要的作用。

 

应用原理与技术路线

通过980nm激光泵浦源泵浦掺铒光纤，可以实现基于波分复用技术的1550nm的信号光的放大，从而实现大容量、远距离的光信号传输。

基于980nm激光泵浦源的EDFA光信号放大原理图

 

技术难点

通信级高功率单模980nm半导体激光泵浦模块的核心关键为单模980nm激光芯片，这款芯片要求极高，包括极高的电流密度、极高的光功率密度、极高的可靠性要求，相对于目前的工业应用产品，在可靠性、电流密度和功率密度等重要参数方面都要高1到2个数量级，开发难度很大。

难点包括：

1）高单模输出功率和高电光转换效率问题

2）极高腔面光功率密度导致的灾变性光学腔面损伤问题

3）极高电流密度和极高功率密度工作条件下的极高可靠性要求

 

针对通信级单模980nm半导体激光芯片与模块的“卡脖子”问题，在芯片设计、外延材料生长、前端制备工艺、后端制备工艺、封装测试分析、可靠性与失效分析等六大模块进行了系统性深入研究，突破了芯片和模块研制过程中IDM体系的诸多关键技术和工艺，历经4年的艰苦努力，成功开发了高功率、高效率和高可靠性单基横模半导体激光芯片与模块的系列产品，实现了从外延材料、芯片到模块的全制程完全自主可控。

980nm单基横模激光芯片的典型光电特性曲线980nm单模光纤耦合模块的典型光电特性曲线

 

形成的主要系列产品

1）900mW单模芯片产品，典型电光转换效率58%，在600mW和900mW工作条件下寿命可靠性（@60% CL）分别优于100FIT和500 FIT；以此开发的14pin蝶形封装模块获得光纤输出400-600mW系列产品。

2）1300mW单模芯片产品，典型电光转换效率52%，在900mW和1300mW工作条件下寿命可靠性（@60% CL）分别优于100FIT和500FIT。以此开发的14pin蝶形封装模块获得光纤输出600-1000mW系列产品。

以上系列产品均通过了Telcordia GR-468-CORE通信标准验证。