l      氣體分析檢測

l      FMCW車載(zǎi)激(jī)光(guāng)雷達

l      超高帶寬光纖通信等領(lǐng)域

簡單(dān)講(jiǎng)，DM離(lí)散模(mó)半導體激(jī)光器(qì)與DFB分布(bù)反饋(kuì)式(shì)單縱模半(bàn)導體(tǐ)激(jī)光器(qì)類似，都(dū)是(shì)在(zài)F-P法布裏-波(bō)羅半導體(tǐ)激光器(qì)的(dí)基(jī)礎上(shàng)進行二次(cì)加(jiā)工，從(cóng)而實現(xiàn)單(dān)縱模輸(shū)出(chū)。而(ér)DM離(lí)散(sàn)模(mó)半(bàn)導體(tǐ)激(jī)光(guāng)器(qì)性(xìng)能更出色，更適合(hé)大批(pī)量工(gōng)業生產(chǎn)，也正(zhèng)因(yīn)為Eblana Photonics公司(sī)擁(yōng)有(yǒu)離(lí)散模半(bàn)導(dǎo)體激光器大規模(mó)工業量(liáng)產(chǎn)的能力(lì)，在(zài)提(tí)供實(shí)現性能更高(gāo)單(dān)縱模激(jī)光器的同時把售價做到比競(jìng)品更低。

圖1. 在(zài)F-P半導體(tǐ)脊波導上做(zuò)刻蝕工(gōng)藝

請參考（如圖1.）這是一個標準的F-P半導體激光器(qì)，Eblana Photonics公司(sī)擁有(yǒu)這種離(lí)散(sàn)模(mó)半導(dǎo)體激光器(qì)製備工藝，是(shì)在F-P半導體(tǐ)激光器(qì)脊波導上一(yī)係列特(tè)定的位(wèi)置(zhì)，刻(kè)蝕(shí)上特定間距和深(shēn)度(dù)的溝槽(cáo)（如圖2）。

圖2.電子顯微鏡下(xià)離散(sàn)模(mó)激光溝槽(cáo)的形貌

這一係列溝槽(cáo)結構(gòu)導致(zhì)的激(jī)光介質折(zhē)射(shè)率變(biàn)化(huà)會(huì)幹(gān)擾激光(guāng)在F-P諧(xié)振腔(qiāng)內的傳輸模(mó)式，從而導(dǎo)致不同波(bō)長(cháng)激(jī)光在諧振(zhèn)腔內的(dí)增益/衰(shuāi)減係數不(bù)同(tóng)。舉個(gè)例子，（如(rú)圖3所示，標準(zhǔn)F-P半導體激光器(qì)的(dí)輸出(chū)包(bāo)含多(duō)個縱模）

如(rú)前(qián)言，Eblana Photonics蝕(shí)刻出上述(shù)溝槽結構(gòu)後，幹(gān)擾並(bìng)抑(yì)製(zhì)了F-P激光器(qì)的幾(jī)乎(hū)所有縱(zòng)模，而留下特定(dìng)的一個縱模實現不受幹(gān)擾的(dí)高增益(yì)（如圖(tú)4）。從而(ér)獲得(dé)了理想(xiǎng)的單縱模窄綫寬半(bàn)導體激(jī)光輸(shū)出（如圖5）。

圖5.離散(sàn)模(mó)半導(dǎo)體激(jī)光(guāng)器是(shì)實(shí)現的單縱模輸出

我(wǒ)們(mén)把此(cǐ)種工藝加工(gōng)出的(dí)半(bàn)導體(tǐ)激光器稱(chēng)之為離散(sàn)模(mó)半導體(tǐ)激(jī)光(guāng)器DM(Discrete mode diode laser)。

圖6. a.激光(guāng)腔鏡間衰(shuāi)減係數(shù)曲綫，b.離散(sàn)模半導體(tǐ)激(jī)光(guāng)器(qì)實現單縱模(mó)輸出(chū)

為(wéi)了(liǎo)讓(ràng)讀者理(lǐ)解方便(biàn)起(qǐ)見，我們把上述(shù)三(sān)個曲綫(xiàn)合(hé)在一個圖內（如圖(tú)6），圖(tú)6a,刻蝕(shí)溝槽(cáo)結(jié)構後在不同(tóng)波(bō)長下(xià)F-P激光腔鏡間衰減(jiǎn)係數(shù)曲(qū)綫，多(duō)數(shù)波(bō)長(cháng)點(diǎn)高衰(shuāi)減係數(shù)達(dá)到的結(jié)果(guǒ)是把(bǎ)圖(tú)6右(yòu)F-P半導體(tǐ)激光器的(dí)多數(shù)縱模成功抑(yì)製(zhì)，而(ér)隻(zhī)留下圖6b所示單獨一(yī)個(gè)離(lí)散(sàn)的(dí)縱模(mó)形(xíng)成不受影(yǐng)響(xiǎng)的單縱(zòng)模輸(shū)出，且(qiě)能保(bǎo)持很好的(dí)邊模(mó)抑(yì)製比(bǐ)(如圖(tú)約(yuē)45dB）。 這種製備工(gōng)藝(yì)有(yǒu)一個重大好處(chǔ)是無(wú)需再次(cì)引入(rù)半導(dǎo)體(tǐ)外延(yán)生(shēng)長工藝，在(zài)提升產品性(xìng)能(néng)的同(tóng)時經濟性佳。

由於離散(sàn)模工(gōng)藝結(jié)構在(zài)內(nèi)部就抑製(zhì)了邊模的(dí)增(zēng)益，帶(dài)來的(dí)另(lìng)外(wài)一個好處是可以(yǐ)做(zuò)到(dào)寬範圍波(bō)長調諧(xié)下無跳(tiào)模，（如(rú)圖(tú)7和(hé)圖8，）

圖(tú)7. DMLD離(lí)散(sàn)模半(bàn)導(dǎo)體(tǐ)激(jī)光器在不同溫度下(xià)的輸出光譜(pǔ)，可見變(biàn)溫條件(jiàn)下仍保持單模輸出且邊(biān)模抑製比好(hǎo)於(yú)40db

圖8.DMLD離散模半(bàn)導體(tǐ)激光(guāng)器在0-100度寬範圍調溫(wēn)調(tiáo)諧波長1542-1553nm

 離(lí)散模(mó)工藝結(jié)構還可以抑(yì)製反(fǎn)饋回F-P激光(guāng)腔鏡內(nèi)的(dí)激光幹(gān)擾(rǎo)，帶(dài)來的好(hǎo)處是允(yǔn)許客戶(hù)使用規格更低的光隔(gé)離(lí)器，甚(shèn)至(zhì)往往不加光隔離(lí)器(qì)也(yě)可以(yǐ)正(zhèng)常工作。（如(rú)圖(tú)9）可見(jiàn)，和DFB分布反(fǎn)饋式(shì)半導(dǎo)體(tǐ)激光(guāng)相(xiāng)比(bǐ)，同樣用(yòng)於光纖(xiān)通信(xìn)應用，在同等(děng)情況下(xià)，如果(guǒ)希望(wàng)達(dá)到同等的(dí)BER 1.E-8（即(jí)百萬分(fēn)之一的比(bǐ)特誤(wù)碼(mǎ)率），DM離(lí)散(sàn)模半導體激(jī)光(guāng)器(qì)可允許(xǔ)高(gāo)達-20dBm的反(fǎn)饋激(jī)光(guāng)，而(ér)DFB分布反(fǎn)饋式(shì)半(bàn)導(dǎo)體激光器(qì)隻能(néng)允許(xǔ)-30dBm的反(fǎn)饋(kuì)幹擾(rǎo)激光強度。

圖9. DM離(lí)散(sàn)半(bàn)導體激(jī)光器與DFB分布(bù)反饋半導體激(jī)光器對反(fǎn)饋幹(gān)擾(rǎo)強(qiáng)度的(dí)允許(xǔ)度(dù)

DM離(lí)散(sàn)模(mó)半導體激光器(qì)比(bǐ)較(jiào)DFB分(fēn)布(bù)反(fǎn)饋半導體(tǐ)激(jī)光器(qì)的(dí)另外(wài)一(yī)個好處是可提供更窄(zhǎi)的輸出(chū)綫寬，（如圖(tú)10）相對於同等DFB分布反(fǎn)饋(kuì)半(bàn)導體(tǐ)激光(guāng)器10MHz以(yǐ)上(shàng)的綫(xiàn)寬(kuān)，DM離散模(mó)半導(dǎo)體(tǐ)激光器可(kě)提供大致(zhì)100kHz左(zuǒ)右(yòu)的(dí)激光(guāng)輸出(chū)綫(xiàn)寬。

圖(tú)10. DM離散(sàn)半導體(tǐ)激光器與DFB分布(bù)反饋(kuì)半(bàn)導體激光器的綫(xiàn)寬(kuān)更(gēng)窄(zhǎi)

小(xiǎo)結(jié)一下，愛爾蘭Eblana Photonics公司離散(sàn)模半(bàn)導(dǎo)體(tǐ)激光器DM(Discrete mode diode laser)，其優點(diǎn)是：

l          穩定的單縱(zòng)模輸出

l        可提供(gōng)更窄(zhǎi)的綫寬

l       超寬的工作(zuò)溫(wēn)度(dù)適應範圍(wéi)

l         在有強(qiáng)光(guāng)反(fǎn)饋的(dí)情(qíng)況(kuàng)下仍能穩定工(gōng)作(zuò)

l        製(zhì)造(zào)工(gōng)藝(yì)簡單可(kě)靠，產(chǎn)量高(gāo)且交(jiāo)期(qī)短

l       容易(yì)集成

l       低(dī)價格

下麵簡單介紹(shào)一下Eblana Photonics離(lí)散(sàn)模半(bàn)導體(tǐ)激(jī)光器的(dí)一些(xiē)典(diǎn)型(xíng)應(yīng)用：

氣(qì)體(tǐ)分(fēn)析(xī)檢測：

TDLAS（可調諧二(èr)極(jí)管激光(guāng)吸收光譜(pǔ)）是(shì)利(lì)用可(kě)調諧的(dí)窄綫(xiàn)寬半(bàn)導體激光器綫寬窄與可調諧的(dí)優點，將(jiāng)激光器的發射峰嚴(yán)格調諧到待測(cè)氣體(tǐ)的(dí)吸(xī)收(shōu)峰(fēng)上(shàng)，實現高精(jīng)度(dù)，抗幹擾，在(zài)綫式的氣體(tǐ)濃度(dù)檢測。

Eblana Photonics離散模(mó)半導體(tǐ)激光器(qì)特(tè)點：

l      窄(zhǎi)綫寬，穩(wěn)定(dìng)的單(dān)縱(zòng)模(mó)輸(shū)出

l     可(kě)達(dá)2nm以上(shàng)的無跳模(mó)波長(cháng)調諧

l      容易(yì)集(jí)成(chéng)，產量高，交(jiāo)期短(duǎn)，價(jià)格低(dī)

l      寬工(gōng)作(zuò)溫(wēn)度適應(yīng)範圍(wéi)，耐光反饋(kuì)

圖11. DM離散半導(dǎo)體(tǐ)激(jī)光器典(diǎn)型波(bō)長與(yǔ)對(duì)應氣體(tǐ)吸(xī)收峰(fēng)位(wèi)

激(jī)光雷達(dá)： 

Eblana Photonics離散(sàn)模半導體激光器在1550nm人(rén)眼安全波(bō)段可用(yòng)於激光雷(léi)達(dá)應(yīng)用。其激光(guāng)綫寬可窄到100kHz,適(shì)合(hé)應(yīng)用(yòng)於激光多(duō)普(pǔ)勒測速(sù)應(yīng)用。另(lìng)外(wài)由於(yú)可做(zuò)寬範圍無(wú)跳模波(bō)長調(tiáo)諧，適合於(yú)高(gāo)端(duān)的FMCW調(tiáo)頻連續波車(chē)載(zǎi)激(jī)光(guāng)雷達應(yīng)用。需要提及的(dí)是(shì)離(lí)散(sàn)模半導體(tǐ)激(jī)光器(qì)輸出(chū)功(gōng)率(shuài)是(shì)mW級別(bié)，適合於做種子光(guāng)源
；需(xū)要在(zài)後(hòu)續附加光(guāng)纖放大(dà)器(qì)以達(dá)到瓦(wǎ)量(liáng)級(jí)的輸出功率。

超高(gāo)帶(dài)寬光纖通信：

在光(guāng)纖通(tōng)訊應(yīng)用裏(lǐ)麵，激光的(dí)綫寬(kuān)越窄(zhǎi)，可(kě)供使用的信道帶(dài)寬就越寬(kuān)。 Eblana Photonics的離(lí)散模半(bàn)導體激光器製造(zào)工(gōng)藝簡單可(kě)靠(kào)，產(chǎn)量(liáng)高且交期短，耐(nài)受嚴酷使用(yòng)環境，非常(cháng)適合於(yú)產業化的超(chāo)高帶寬(kuān)光(guāng)纖通信