DFB激光器（dfb激光器是什么）

1、DFB激光器工艺和结构

DFB芯片的制作工艺非常复杂，体现了半导体产品在生产制造上的复杂程度，下表是DFB激光器的主要生产工艺流程（从材料生长到封装的整个过程）：

DFB芯片大小：如下图，芯片大小可以在成人大拇指上形象地看出来。

DFB芯片设计：芯片分为P极和N极，当注入p-n结的电流较低时，只有自发辐射产生，随电流值的增大增益也增大，达阈值电流时，p-n结产生激光。其注入电流方向和激光发射示意图如下：

DFB激光器（dfb激光器是什么）

2、DFB激光器原理和应用

一、光纤通讯

通讯是DFB的主要应用，如1310nm，1550nmDFB激光器的应用，这里主要介绍非通讯波段DFB激光器的应用。

二、可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）

a)过程控制(HCl,O2…)

b)火灾预警(CO/CO2ratio)

c)成分检测(moistureinnaturalgas)

d)医疗应用(bloodsugar,breathgas,helicobacter)

e)大气测量(isotopecompositionofH2O,O2,CO)

f)泄漏检查(Methane)

g)安全(H2S,HF)

h)环境测量(Ozone,Methane)

i)科研(Marsandspacemissions)

j)…

三、原子光谱学应用

k)原子钟(GALILEO,chipscaleatomicclock)

l)磁力计(SERF)

m)...

四、新兴市场

a)精密测量(Ellipsometry,3Dvision)

b)夜视仪

c)同位素监测(distinctionof235UHF/238UHF)

d)…

3、DFB激光器应用案例

1．用于发电站・严格监控各气体的成分比率：H2O,O2,CO,CO2,NH3,NO2等；

・实现更快更有效的燃烧；

・减少污染物的排放，减小能耗。

2．用于过程控制

・监测HCl的浓度，优化PVC材料的生产；

・监测燃烧室中O2,CO,CO2的浓度，控制钢铁的熔炼过程。

3．用于管道检测

天然气管道成分、泄漏检测。

4．用于太空研究

比如用于NASA实验室，俄罗斯航天局等。

4、DFB激光器国内外厂商现状

当前，DFB激光器芯片技术基本上由德国、美国、日本等发达国家掌握，比如德国Nanoplus、Sacher、Eagleyard、Toptica公司，美国Thorlabs、EM4、PowerTechnology、Sarnoff公司，日本NTT、Oclaro等公司。厂商非常多，但能够实现商业化生产的厂家并不多，主要有Nanoplus、Eagleyard、NTT、Thorlabs等几家公司。由于部分国家对DFB激光器的技术保护，部分产品对中国禁售，目前主要通过代理商向国内销售，主要包括Nanoplus代理商深圳市华儒科技、Eagleyard代理商富泰(香港)科技、NTT北京代表处、Thorlabs代理商上海瞬渺光电科技等等。

由于DFB激光器内部光栅的特殊技术，能够筛选出从750nm到3500nm，甚至更长中心波长的DFB激光器，但能够准确地筛选中心波长非常困难，目前Nanoplus具有的优势，能够筛选从750nm到3500nm之间的任意中心波长，其它厂商暂时只能筛选比如从750nm到1200nm部分中心波长，或者从1000nm到2400nm部分中心波长。从一些国外新发表论文看，通过对新物质材料的研究，Nanoplus已经把中心波长做到了4000nm，其它公司也开始往2000-3000nm之间发展，在材料的研究和工艺技术上展开了激烈的竞争。

目前国内还没有成熟的DFB芯片生产技术，由于成品率低基本上没有形成商业化，国内生产的DFB激光器主要是基于对国外芯片的封装生产，主要表现为对通讯波段的生产和应用。

5、DFB激光器发展

DFB激光器的发展方向是，更宽的谐调范围和更窄的线宽，在一个DFB激光器集成两个独立的光栅，实现更宽的波长谐调范围，比如达到100nm谐调范围，以及更窄的光谱线宽，终用一个DFB激光器实现检测多种气体的功能；更长的中心波长，从750nm到3500nm，并逐渐往4000nm甚至更高的中心波长发展；更高的功率，由于目前DFB激光器功率普遍较低，高功率能够实现长距离、多路等更广泛的应用。