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度亘核芯荣获 “维科杯·OFweek2023年度最佳半导体激光器技术创新奖”

2023-09-01 06:04:11

由高科技行业门户OFweek维科网主办、OFweek维科网·激光承办的“维科杯·OFweek2023激光行业年度评选”于8月30日在中国·深圳举办。今年评选共设立11大奖项,本着“公平、公正、公开”的原则,经过行业用户的网络投票,以及特邀行业专家的多维度评选,最终评选出获奖奖项。

度亘核芯光电技术(苏州)有限公司凭借通信级高功率单模980nm半导体激光芯片及泵浦模块,获得“维科杯·OFweek2023年度最佳半导体激光器技术创新奖”。

度亘核芯成立于2017年5月,注册资本2.3亿元,公司以高端激光芯片的设计与制造为核心竞争力,聚焦光电产业链上游,拥有覆盖化合物半导体激光器芯片设计、外延生长、器件工艺、芯片封装、测试表征、可靠性验证以及功能模块等全套工程技术能力和量产制造能力,专注于高性能、高功率、高可靠性光电芯片及器件的设计、研发和制造。


(资料图片仅供参考)

获奖产品:通信级高功率单模980nm半导体激光芯片及泵浦模块

产品推出年份:2022年9月

全光网络是大容量光通信的基础,掺铒光纤放大器(Er-Doped Fiber Amplifier,简称EDFA)可以进行光信号的直接放大,因而成为是实现全光网络的关键部件,而980nm泵浦模块则是EDFA的心脏与核心。然而现状却是国际上主要由两家美国公司Lumentum和Ⅱ-Ⅵ垄断了全球95%的市场,另外一家法国公司3SPTechnologies生产芯片供给昂纳进行模块生产,也仅占市场不到5%的份额。目前国内主要通信供应商对于该980nm泵浦模块产品则几乎100%在依赖进口。也正是在这样的背景下,公司以该项目作为突破口进行立项攻关。

随着国内光通信市场的快速发展,中国逐步成为单模980nm半导体激光芯片与模块最大的市场。由于目前的国产化程度低和核心产品主要依靠国外进口,造成了980 nm芯片和模块成本高、定制化程度低、供货不稳定、断货风险性高等众多问题和隐患,严重制约着下游光组件及光器件领域的发展,制约着相关应用领域的进一步拓展。

其主要创造性和先进性如下:

1)设计了多区域折射率调控外延结构,实现了17°的小快轴远场发散角,并通过光纤透镜的设计与芯片实现最佳耦合匹配,实现了高达80%以上的高光纤耦合效率,达到国际先进水平。而且通过结构设计的优化,在降低发散角提高光束质量的同时,芯片仍然保持了高的效率。

2)设计了扩展波导结构,并且攻克了脊波导结构的精准工艺控制,解决了限制高单基横模输出功率和稳定工作的关键技术,实现了芯片在腔长3mm和5mm时Kink-Free单模功率高达1100mW和1650mW以上。对应的光纤耦合模块分别实现了最高可达800mW 和1300mW的kink-free输出功率,达到国际先进水平。

3)攻克了腔面的钝化处理与镀膜难题,实现了在极高光功率密度(>40MW/cm2)和极高电流密度(>15kA/cm2)条件下,芯片达到了热反转极限功率点仍然可以正常工作,表明了腔面光学灾变损伤(COMD)阈值的极大提升和有效抑制。

4)针对芯片波长、AR反射率与FBG光栅反射率的最佳组合优化进行了系统研究,实现了功率大动态工作范围(从阈值到工作点全功率范围)的波长锁定,中心波长的偏移小于0.5nm,边模抑制比(SMSR)大于25dB,带内功率(PIB)大于95,满足客户需要。

5)开发了低应力的封装固化工艺,成功开发出两款14PIN蝶形封装模块系类产品,其中DG-HS01光纤耦合泵浦模块实现了输出功率为400-600mW的中功率系列产品,DG-HS02光纤耦合泵浦模块实现输出功率为600-1000mW高功率系列产品。而且,模块通过了系统的Telcordia GR468通信标准的测试,包括机械冲击、机械震动、冷热冲击、高低温存储、高温高湿、高低温循环以及2000小时大电流和75°C加速老化实验。产品完全满足通信级应用要求。

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