度亘核芯正式参评“维科杯·OFweek2024年度激光行业最佳半导体激光器技术创新奖”
“维科杯·OFweek2024激光行业年度评选”由高科技行业门户OFweek维科网主办,维科网·激光承办,活动旨在表彰激光行业具有突出贡献的优秀产品、技术及企业、人物,鼓励更多企业投入技术创新,同时为行业输送更多创新产品、前沿技术,以提高生产力、经济效益,给用户提供更大便利,引导行业良性快速发展。
本次评选活动2024年8月5日-8月14日为网络投票阶段,并将于2024年8月28日在深圳福田会展中心(7号馆)举行盛大的颁奖典礼。
目前,活动正处于火热的报名申报阶段,业内企业均积极响应。度亘核芯光电技术(苏州)有限公司已经正式参评“维科杯·OFweek2024年度激光行业最佳半导体激光器技术创新奖”。
参选奖项:维科杯·OFweek2024年度激光行业最佳半导体激光器技术创新奖
参选产品:通信级超小型无制冷单模980nm半导体激光芯片及泵浦模块
产品推出年份/开发背景:2024年3月
开发背景:度亘核芯基于自主研制的新一代单模980nm芯片成功开发了单模980nm无制冷泵浦模块产品,针对无制冷应用的特点与要求,通过对芯片设计、材料生长、器件工艺、以及模块锁波的深入研究,凭借独特设计的芯片技术以及宽温度范围的锁波技术,成功开发出单模高功率芯片及模块,实现了无TEC制冷情况下宽温度范围的稳定锁波,开发出了无制冷工作的3pin泵浦模块产品。
产品扼要说明:度亘核芯3pin封装单模980nm泵浦模块,具备小型化、低功耗、宽工作温度范围的特点,适用于需要小型化、紧凑型的应用场景,包括下一代小型化的EDFA模块及系统、可插拔的光放大模块、数据中心用的光放大模块等。通信级无制冷单模980nm半导体泵浦模块主要应用于掺铒光纤放大器EDFA的泵浦源,是光通信行业的核心关键器件之一,能够高效的泵浦1.55μm通信波段的光信号,为长距离光纤通信系统提供了一种理想的、简便的中继信号放大方案,从而实现大容量、远距离、高速率的光信号传输。对L波段扩展掺铒光纤放大器的发展及其在未来高容量光纤传输系统中的应用起到积极的促进作用。
其设计应用或创新的关键点:度亘从高效率高功率半导体激光芯片自主研制入手,采用垂直整合制造(Integrated Design and Manufacture,IDM)模式,建立了从芯片设计、外延生长,到芯片制备、芯片和模块封装的完整全流程研发和生产线,通过系列核心技术和工艺攻关,解决关键“卡脖子”问题,实现了980 nm激光芯片及模块性能及可靠性的巨大突破,核心技术自主可控。
其主要创造性和先进性如下:
一、芯片设计创新
1、高效率、低快轴发散角、高可靠性外延结构设计技术
综合考虑内损耗和串联电阻相互制约的影响,采用特殊的非对称光限制层来减弱两者的制约,同时实现低快轴发散角;引入特殊的势垒波导层来提高内量子效率,并极大地减小漏电流,现了高斜率效率和低电压。
2、高可靠性器件结构设计技术
采用非泵浦窗口减少芯片前后腔面温升、提高COMD阈值功率及延缓腔面退化,提高最大输出功率。并设计独特的渐变型纵向波导结构,通过窄的单模波导限制,有效抑制高阶模,增加基横模激射的稳定性,使激光芯片在高功率工作状态下也能保持稳定的单模功率输出。
3、高质量、低损耗、高波长稳定性外延材料制备技术
通过生长工艺的精确控制实现陡峭的界面,减小散射损耗;通过生长温度和V/III比的优化减小杂质浓度以减少非辐射复合中心造成的损耗;通过设备参数与工艺参数的综合选择实现低缺陷、低损耗、高效率和高均匀性。
4、精细化、低损伤、高均匀性器件制备工艺技术
通过低损伤的工艺优化,实现制备工艺过程中最小化缺陷密度引入,保证芯片的长期工作可靠性;同时,通过高均匀性的ridge波导腐蚀工艺,保证芯片的良率和稳定性。
5、高腔面光学灾变损伤(COMD)阈值腔面处理技术
理论分析和实验相结合建立了特殊的腔面处理和镀膜技术,实现了腔面清洁、腔面钝化和腔面镀膜的一体化工艺过程,有效地避免了二次污染,极大地提高了半导体激光器COMD阈值。
二、模块技术创新
1、高效光纤耦合设计与技术
采用特殊的切角楔形透镜光纤(FTA)直接耦合激光二极管(LD),结构紧凑,耦合效率高,器件功率稳定性高。宽温度和功率大动态范围的波长锁定,激光光谱宽度小于1nm,边模抑制比(SMSR)大于25dB,带内功率(PIB)大于95%。
2、贴片技术
低温无助焊剂共晶技术,避免有机物污染,提升激光器寿命。采用独特的贴片技术避免回返光的影响。
3、密封技术
针对小体积封装需求,设计独特的管壳及电磁焊密封技术,满足Telcordia GR-468标准及110-9的漏率要求。
参选述说/理由:我国980 nm激光芯片国产化水平较低,高端芯片主要来源于进口,本项目的成功开展能打破该产品的“卡脖子”困境,实现完全自主的国产化替代。极大带动下游产业、国防等应用的开展,带动光通信模块厂商的发展,促进本产品相关芯片及模块测试和老化设备供应商的业务增长,形成产业聚集效应,拓展新业务领域。度亘针对国内光通信领域高功率泵浦芯片的空白开展技术攻关,是国内唯一一家实现980nm产品量产的企业。
市场规模方面:
聚焦于光通信用掺铒光纤放大器(Er-Doped Fiber Amplifier,简称EDFA)泵浦源核心芯片及无制冷模块产品,该产品在目前市场基本被美国的Lumentum、Ⅱ-Ⅵ所垄断。国产化产品存在空白,国内呈现一芯难求的局面。度亘建立了完善的芯片设计、外延材料生长、器件前端工艺制备、器件后端工艺制备、封装测试和可靠性与失效机理分析平台,具备激光器开发的自主可控及快速反馈的技术优势,可满足从芯片设计到模块封装的全产业链条自主开发路线,可逐步实现国产化替代。目前量产销售的通信级980nm单模大功率芯片,打破了国际上主要由美国的Lumentum和Coherent两家公司垄断的局面,入选科技部高新技术成果库,该芯片由于其极高的电流密度、高光功率密度和极高的可靠性要求,被称为光电芯片的“皇冠上的明珠”。
市场竞争力方面:
度亘基于自主研发芯片设计的无制冷单模980nm半导体泵浦模块在0~75℃大温度范围具有良好锁波性能并能长期稳定工作。功率达到300mW并满足Telcordia GR-468标准,处于国际领先水平。关键性能指标优于国际报道的同类产品,实现了自主可控,并形成了拥有自主知识产权的核心技术。同时产品成果获得了下游客户的充分认可,出色的满足了多领域客户的需求。该产品填补了国产无制冷单模980nm半导体泵浦模块的空白,成果整体技术经评价处于国内领先、国际先进水平,是国内唯一一家实现国产化替代的,可满足下游客户小型化无制冷泵浦源的国产替代化,为顾客提供定制化产品,深受客户好评,具有强大的市场竞争力。无制冷单模980nm半导体激光泵浦模块在光通信泵浦中的应用包含通信基础设施建设、空间激光通信、工业加工、激光雷达测绘、CATV泵浦应用、以及激光导航等各种民用及国防应用。该通信产品市场目前基本被外国企业所垄断,该产品的国产化填补了国内市场的空白,是国内光通信全产业链安全的重要保证!
同时培养了一批高端技术人才以及高专业素养技能人才,对国产半导体设备的推广和应用起到积极促进作用。全自主芯片研制过程中各项关键技术的突破有助于打破国外对于高功率半导体激光芯片的技术封锁,帮助国产芯片实现技术领先。同时带动器件封装、光束整形、光纤耦合和激光应用等行业的发展,有利于形成完整的激光产业链,为产业安全、国防安全和国家重大工程项目的安全提供核心支撑,解决目前我国长期依赖进口的局面,带来更为深远的社会效益和经济效益。
本届“维科杯·OFweek2024激光行业年度评选”活动于8月5日开始进入火热的“网络投票及专家评选”阶段,这一阶段用户可登录活动官方网站,对入围参赛企业、产品进行投票;评委团将对入围名单进行多次讨论,并参考网络投票意见,审定最终获奖名单。
还犹豫什么,赶紧去参加吧!8月5日起,为心仪的企业及产品投票吧!
![](http://www.ofweek.com/images/weixin/weixin_laser.gif)
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