【原創(chuàng)】筱曉光子新品速遞| band高功率DFB激光器（硅光通訊）

更新時間：2025-01-17

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前言

在密集波分復用（DWDM）中，為了實現(xiàn)高容量傳輸，光信號的發(fā)射波長必須穩(wěn)定，以充分抑制串擾，避免光信號質(zhì)量的惡化。波長監(jiān)測集成的分布式反饋（DFB）激光模塊是這種DWDM應用的有前景的光源，激光模塊的發(fā)射波長可以通過反饋電路精確穩(wěn)定在某一固定波長。

LiNbO3 基外部強度調(diào)制器在長距離 DWDM 系統(tǒng)中用于光幅度調(diào)制時，其高插入損耗是一個缺點。為了獲得足夠大的光信號消光比并增加損耗預算，需要維持在恒定偏振狀態(tài)下的高功率連續(xù)波（CW）光。

我們研發(fā)了這種由保持偏振光纖（PMF）尾纖支持的DFB激光模塊，達到了超過80毫瓦的非常高的輸出功率，并且已經(jīng)廣泛應用于實際應用中。

波長穩(wěn)定性的要求基本上由DWDM系統(tǒng)中的波長間隔值決定。一般來說，當采用較窄的波長間隔時，需要更嚴格的波長穩(wěn)定性。例如，目前用于引入50 GHz間隔DWDM系統(tǒng)的光源必須在服務壽命內(nèi)支持±20 pm或更小的波長穩(wěn)定性。

對于DWDM系統(tǒng)，波長穩(wěn)定性要求更為嚴格，這些系統(tǒng)在下一代系統(tǒng)中具有超高容量傳輸?shù)臐摿Α榱嗽谠撓到y(tǒng)中實現(xiàn)每個信道10 Gbit/s的傳輸速率，波長穩(wěn)定性要求至少為±10 pm或更小。為了滿足每個系統(tǒng)的要求，我們分別開發(fā)了適用于50 GHz間隔DWDM和100 GHz間隔DWDM的激光模塊。

本報告首先描述了光纖耦合輸出的性能。隨后，介紹了DWDM激光器的參數(shù)性能以及量產(chǎn)情況：

DFB激光器光纖耦合輸出的性能

14pin蝶形二極管,采用長古河長Bar激光芯片,高可靠性

高功率 70 mW 和 100 mW 規(guī)格

近光束發(fā)散角 (FFP) 18 x 22 度

圖一

DFB激光模塊的高功率特性主要來源于激光二極管的高功率性能和基于透鏡的高耦合效率。為了實現(xiàn)激光二極管的高功率特性，活性層采用了應變層多量子阱（SL-MQW）結構。為了增強前端面的功率，前端面采用了抗反射（AR）涂層，而后端面則采用高反射（HR）涂層。從前端面輸出的功率通過兩塊透鏡耦合到光纖尾纖，從而在大規(guī)模生產(chǎn)中實現(xiàn)了超過70%的高耦合效率。

圖1顯示了激光模塊的外觀，該模塊基于行業(yè)標準的14引腳蝶形封裝，在與PMF耦合時，通過精確的偏振控制光學元件實現(xiàn)了20 dB或更高的穩(wěn)定偏振消光比，其中偏振狀態(tài)保持在慢軸上。

圖二

圖三展示了典型的L-I曲線和光譜。副基板的溫度被控制在25°C，以實現(xiàn)20 mW輸出功率并獲得固定的ITU波長。我們的高功率性能使得能夠使用較低的工作電流，例如在20 mW時為86 mA，在40 mW時為162 mA。

圖三

DFB激光器參數(shù)性能測試

我們使用高精度波長監(jiān)測，波長與工作電流以及溫度之間的關系如圖四所示。

圖四

然后配合我們的低噪聲mini驅(qū)動（超鏈接）我們對激光器的頻率穩(wěn)定性進行監(jiān)控測試，得到了圖五的頻率穩(wěn)定性測試數(shù)據(jù)，我們的這款高功率DWDM激光器達到了(0.1pm≈12.3MHZ)，勝出目前市面同類其他窄線寬DFB激光器模塊的頻率穩(wěn)定性能：

圖五

隨即我們對激光器外部掃描電壓進行無跳模掃描范圍測試，測試結果如圖六，我們的無跳模掃描區(qū)間接近1nm,掃描電壓速度1KHZ：

圖六

最后我們利用自相關外差法對激光器的線寬進行了評估測試，測試結果如圖七，73.353 kHZ@25deg,200mA（工作條件）。

圖七

DWDM激光器的量產(chǎn)情況

如下我們對目前DWDM波長以及量產(chǎn)情況做一個介紹

總結

我們開發(fā)了C Band DWDM DFB激光模塊，作為長距離DWDM系統(tǒng)的核心信號源。通過采用我們的腔長設計使得激光器具備線寬窄，功率高，成功將用于DWDM應用行業(yè)標準的14引腳蝶形封裝中。我們分別優(yōu)化了適用于100 GHz間隔和50 GHz間隔DWDM應用的激光模塊結構。通過對激光模塊性能的表征，我們確認波長穩(wěn)定性可達到±0.2pm且在服務壽命期間能夠得到保證，滿足光纖傳感應用，DWDM測試應用的可靠光源。

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作者：筱曉光子

：筱曉(上海)光子技術有限公司

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