度亙核芯榮獲 “維科杯·OFweek2023年度最佳半導體激光器技術創新獎”
由高科技行業門戶OFweek維科網主辦、OFweek維科網·激光承辦的“維科杯·OFweek2023激光行業年度評選”于8月30日在中國·深圳舉辦。今年評選共設立11大獎項,本著“公平、公正、公開”的原則,經過行業用戶的網絡投票,以及特邀行業專家的多維度評選,最終評選出獲獎獎項。
度亙核芯光電技術(蘇州)有限公司憑借通信級高功率單模980nm半導體激光芯片及泵浦模塊,獲得“維科杯·OFweek2023年度最佳半導體激光器技術創新獎”。
度亙核芯成立于2017年5月,注冊資本2.3億元,公司以高端激光芯片的設計與制造為核心競爭力,聚焦光電產業鏈上游,擁有覆蓋化合物半導體激光器芯片設計、外延生長、器件工藝、芯片封裝、測試表征、可靠性驗證以及功能模塊等全套工程技術能力和量產制造能力,專注于高性能、高功率、高可靠性光電芯片及器件的設計、研發和制造。
(資料圖)
獲獎產品:通信級高功率單模980nm半導體激光芯片及泵浦模塊
產品推出年份:2022年9月
全光網絡是大容量光通信的基礎,摻鉺光纖放大器(Er-Doped Fiber Amplifier,簡稱EDFA)可以進行光信號的直接放大,因而成為是實現全光網絡的關鍵部件,而980nm泵浦模塊則是EDFA的心臟與核心。然而現狀卻是國際上主要由兩家美國公司Lumentum和Ⅱ-Ⅵ壟斷了全球95%的市場,另外一家法國公司3SPTechnologies生產芯片供給昂納進行模塊生產,也僅占市場不到5%的份額。目前國內主要通信供應商對于該980nm泵浦模塊產品則幾乎100%在依賴進口。也正是在這樣的背景下,公司以該項目作為突破口進行立項攻關。
隨著國內光通信市場的快速發展,中國逐步成為單模980nm半導體激光芯片與模塊最大的市場。由于目前的國產化程度低和核心產品主要依靠國外進口,造成了980 nm芯片和模塊成本高、定制化程度低、供貨不穩定、斷貨風險性高等眾多問題和隱患,嚴重制約著下游光組件及光器件領域的發展,制約著相關應用領域的進一步拓展。
其主要創造性和先進性如下:
1)設計了多區域折射率調控外延結構,實現了17°的小快軸遠場發散角,并通過光纖透鏡的設計與芯片實現最佳耦合匹配,實現了高達80%以上的高光纖耦合效率,達到國際先進水平。而且通過結構設計的優化,在降低發散角提高光束質量的同時,芯片仍然保持了高的效率。
2)設計了擴展波導結構,并且攻克了脊波導結構的精準工藝控制,解決了限制高單基橫模輸出功率和穩定工作的關鍵技術,實現了芯片在腔長3mm和5mm時Kink-Free單模功率高達1100mW和1650mW以上。對應的光纖耦合模塊分別實現了最高可達800mW 和1300mW的kink-free輸出功率,達到國際先進水平。
3)攻克了腔面的鈍化處理與鍍膜難題,實現了在極高光功率密度(>40MW/cm2)和極高電流密度(>15kA/cm2)條件下,芯片達到了熱反轉極限功率點仍然可以正常工作,表明了腔面光學災變損傷(COMD)閾值的極大提升和有效抑制。
4)針對芯片波長、AR反射率與FBG光柵反射率的最佳組合優化進行了系統研究,實現了功率大動態工作范圍(從閾值到工作點全功率范圍)的波長鎖定,中心波長的偏移小于0.5nm,邊模抑制比(SMSR)大于25dB,帶內功率(PIB)大于95,滿足客戶需要。
5)開發了低應力的封裝固化工藝,成功開發出兩款14PIN蝶形封裝模塊系類產品,其中DG-HS01光纖耦合泵浦模塊實現了輸出功率為400-600mW的中功率系列產品,DG-HS02光纖耦合泵浦模塊實現輸出功率為600-1000mW高功率系列產品。而且,模塊通過了系統的Telcordia GR468通信標準的測試,包括機械沖擊、機械震動、冷熱沖擊、高低溫存儲、高溫高濕、高低溫循環以及2000小時大電流和75°C加速老化實驗。產品完全滿足通信級應用要求。
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