通信用光器件

增益芯片

概况

增益芯片是用作外腔半导体激光器光增益介质的半导体光元件。增益芯片被用作TLS（可调谐光源），它可以使用波长选择滤波器（如衍射光栅）来改变振荡波长。

增益芯片有两个相反的波导端面，一个具有高反射率或几个百分点的低反射率，另一个具有尽可能降低的反射率，并与元件外部的镜子或衍射光栅光学耦合以构成激光谐振器。因此，将波导弯曲，将AR（反反射）膜附在非反射侧的端面上，使波导呈对角线以一定角度发光。这意味着光谱波动可以保持在较低的水平。由于一端是反射的，所以也称为反射SOA（RSOA）。

此外，在80nm或以上的光增益范围内，可以实现宽波长可调谐范围。

增益芯片的ASE谱

波长系列

安立有经验提供增益芯片，支持从O波段到U波段的外腔激光器。此外，根据所使用的光系统，可以选择LR（低反射率）类型或HR（高反射率）类型作为垂直刻面侧的反射率。

安立提供了COC（Chip-on-Carrier）增益芯片，包括在一个紧凑的载体上，用于安装到客户的光系统。所有COC型增益芯片都进行了老化（装运前的操作检查）以提供极高的可靠性，并符合RoHS指令。

特征

• 光输出：当外腔振荡时为40 mW或更高（注：该数字根据外腔的配置而变化）
• 波长范围：C波段，C+L波段 （可选择从O波段到U波段）
• 低谱纹波
• COC类型

应用

外腔型TLS（可调谐光源）

外腔半导体激光器在半导体元件（增益介质）的外部有一个谐振镜。此外，称为TLS（可调谐光源）的光源使得波长选择滤波器（例如衍射光栅）能够移动振荡波长。

增益芯片内部的波导在一个端面上呈对角线，以尽可能降低反射率。相对的端面是垂直的，并且具有外部共振结构，以通过在外部和增益芯片垂直的端面侧之间来回的光来改变反射率和执行振荡。

使用衍射光栅的外腔激光器有两种：Littrow型和Littman型。

Littrow型衍射光栅的初级衍射光直接反馈到半导体激光器中，通过与垂直端面的低反射膜（LR）共振来实现振荡。由于衍射只进行一次，因此获得比Littman型更大的光学输出。

对于Littman型衍射光栅，衍射光栅的初级衍射光通过反射镜反馈到增益芯片内部，通过与具有高反射膜（HR）的垂直端面侧共振来实现振荡。由于用衍射光栅对激光进行两次衍射，波长选择性高，但输出受限。

Littrow型

Littman型

Littrow和Littman型外腔激光器示例示意图

外腔激光器也用于可集成可调谐激光器组件（ITLA），它是光通信系统的信号光源。

ITLA内部结构示意图

硅光子可调谐光源

超过100 Gbps的通信系统使用具有超高速数字信号处理的相干光纤通信。由于偏振复用和幅相移键控的复杂结构，需要先进的集成光学技术，但对小型数字相干收发器的需求很大。这导致了对硅光子学技术的关注，硅光子学技术使用硅芯片，包括光波导、光调制器和波长滤波器。硅光子学采用反射式SOA（RSOA）增益芯片作为增益介质。

硅光子示意图

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