大功率半导体可调谐激光器

在读大功率可调谐半导体激光器文献里的一些缩写以及常用英文单词：

PON passive optical network 无源光网络

GCS：grating couplers 光栅耦合器

SDM技术：双向通信的每一方向各使用一根光纤的通信方式

WG：waveguide

OCT：optical coherence tomography 光学相干断层分析

SSC：spot-size converter 模斑转换器作用是mode size matching

QD：Quantum dot 量子点

RSOA：reflective semiconductor optical amplifier

QW：Quantum well 量子阱

AR：anti-reflection

FWHM：full width at half maxima 半峰全宽

MFD：mode field diameter 垂直模场直径

wafer：晶圆半导体晶体管或集成电路的衬底

HR：high reflection

SLOC：super large optical cavity 超大型光学腔

coherent source：相干光源

compatible：兼容性

extrinsic：外部的

scalability：扩展性

ECDL：external cavity diode laser 外腔半导体激光器

WC-WPE：waveguide-coupled wall plug efficiency 波导耦合壁塞效应？

论文里说定义为硅波导中激光总输出功率与电泵总功率之比

spectroscopy：光谱学

implementation：实施

interferometry：干涉测量

footprint：覆盖区

broadly-swept：宽扫描

nature：特性

scarce:缺乏

relaxed alignment tolerance：宽松的对准误差

inhomogeneous broadening：非均匀展宽

butt-coupling：直接端面耦合

dispersion：色散

non-invasive：无创方法

inherent：固有的

molecular beam epitaxy：分子束外延

confinement：限制

ground state energy level：基态能级

irst-excited state transition：第一激发态跃迁

heatsink：散热器

forward bias：正向偏压

whereby：据此

collimated：准直的

thermopile：热电堆

counterpart：对应的

calibration：校准

EDFA：erbium doped fiber amplifier 掺铒光纤放大器

pluggable：可插拔的

ambient:环境的

progressively：逐步的

lattice：晶格

binary bulk material：二元体材料

phonon scattering：声子散射

MOPA：master oscillator power amplifier主控振荡器的功率放大器

ASE：amplified spontaneous emission

PL：photo luminescence 光致发光

SHB：spatial hole burning 空间烧孔效应

微信看的推送：

十年后光通信的发展趋势：1、硅光芯片集成激光器的难点之一在于隔离器；特殊设计的量子点激光器可以大大降低laser对反射的敏感度，因此无需隔离器；首次400gps集成交换芯片的光电混合封装；窄线宽激光器的集成；

2、硅光与相干技术结合，因为相干就不需要集成的激光器；3D封装；140Gband；不断降低光器件每比特成本的唯一途径就是集成；空心光纤将解决增加光纤频谱资源的问题；硅光技术整个370nm宽频带运用；通信行业支撑不了硅光行业的发展，包括激光雷达，OCT，相控阵天线等都会成为硅光重要的应用方向；

3.photronic到来； 4、100gPON 5、1pbs海缆 6、基于光学的全新量子计算机

然后是大功率论文总结：

2011年；Tunable Short Cavity 10-Gb/s 1550-nm DFB-Laser With Integrated Optical Amplifier and Taper：
可调谐的激光器代替固定波长的激光器在密集波分复用系统中的应用；为了避免昂贵的外部调制方案，例如附加电吸收调制器的单片集成，简单直接调制的可调谐激光器is highly desirable。

在激光器的输出部分是锥度的来达到较高的输出功率和光纤耦合效率，上面分别是锥度部分，增益部分，DFB部分，和相位部分，前三部分电连接，相位部分有自己的电连接；有着高耦合效率的DFB可以得到一个宽光谱的光栅光阻带；激光腔是由DFB部分和有着高反射率的相位部分组成，然后通过改变后端面反射回来的相对于DFB的相位，使DFB波长可以通过光阻带。

调谐仅仅是通过改变调谐电流实现，6nm，最大输出功率40mw。

2011年 2.Widely Tunable High-Power Tapered Diode Laser at 1060 nm
调谐范围1018-1093nm，2.5w，调谐范围是工作在1060nm左右高功率InGaAs单量子阱型laser最宽范围；由于锥形LD将高输出功率与良好的光束质量结合在一起，正引起广泛的关注；高功率接近衍射极限的锥形半导体激光器主要在红色到近红外区域内实现调谐，DBR锥形锥形半导体激光器表现出高功率，窄线宽，稳定，非常attractive，但是调谐范围不宽，调谐范围可以通过injection seeding和external cavity来实现；

锥形放大器4mm，分为1mm长的折射率引导单模脊型波导段和3mm长的增益引导锥形放大器段，锥形放大器由MOVPE加工，放大器的有源区包括一个单7nm厚的In0.25 Ga0.75 As量子阱。有源区埋入在3.6um厚的Al0.25Ga0.75 As波导和500nm厚的Al 0.5Ga0.5 As包层下面；层序列由高掺杂GaAs接触层完成。

激光器的波长调谐通过旋转衍射光栅实现；光栅是littrow类型的，为了实现高的频率辨别，光栅线和有源区平行；此外，对这种材料的放大自发辐射的测量表明，增益曲线的光谱位置和宽度与激发电流无关。这是由于强带填充引起的蓝移和电流增大引起的热加热引起的红移之间的补偿。通过测量不同输出功率下的光束质量参数（光束直径？），确定了慢轴外腔锥形半导体激光器的光束质量。

3.2014年：High power and widely tunable Si hybrid external-cavity laser for power efficient Si photonics WDM links

高效硅光子WDM链路用大功率宽调谐Si混合外腔激光器

在互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容的绝缘体硅（SOI）平台上，制备了具有波长可调谐环形反射镜的高效率硅（Si）混合腔激光器；输出功率20mw，最高壁塞效率7.8%

通过SiNx光斑尺寸转换器将III-V半导体增益芯片边缘耦合到SOI腔芯片中，并结合Si光栅耦合器以实现对晶圆尺寸的表征。

保证功率就要保证光在传递过程中的损失变小，其中包括耦合损失，模式转换时的损失，反射损失，等等吧；它这个用的是一个边缘耦合外腔激光器结构，实现了大范围调谐，与高功率还有窄线宽，将三五族芯片与Si芯片直接端面耦合，与三五族材料与晶元键合结构相比少了热失调，这样可以分别对两部分进行优化，得到一个较好的结果；调谐选模部分使用的反射谐振腔来实现，谐振腔上有电极调谐；这个III-V reflective semiconductor optical amplifier (RSOA) chip由1mm的增益部分以及垂直模场直径2um；有一个高反射镜，前面有一个减反射镜（这不就是FP吗？？）调谐范围内的输出功率变化可能是由于非平坦增益谱、定向耦合器色散和来自输出光栅耦合器的反向反射引起的。WC-WPE（波导壁塞效率）定义为硅波导中激光总输出功率与电泵总功率之比。

综上几篇论文对于高功率实现：使用锥形耦合器来减小耦合损失，使用光放大器，使用光学系统对光束聚焦，高功率的量子阱结构，减小其他光传输过程中的能量损耗。

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