混合集成窄线宽半导体激光器实现220，mW功率输出

很多朋友对混合集成窄线宽半导体激光器实现220，mW功率输出不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

高功率窄线宽混合集成外腔半导体激光器广泛应用于空间相干激光通信、激光雷达、光学传感等领域。随着相干激光通信技术的快速发展，1.55微米波段大功率窄线宽半导体激光器的性能得到了显著提高。

据Mems咨询介绍，为了削弱波导模式的限制，提高芯片耦合效率，进一步提高输出功率，使激光器线宽变窄，中科院上海光机所、大连理工大学等机构的研究人员共同提出了混合集成高功率窄线宽激光器方案并成功研制。激光线宽小于8 kHz，调谐范围为55 nm，保偏输出功率为220 mW。相关研究成果已发表在《中国激光》种期刊上。

混合集成激光器由GaAs半导体光放大器(SOA)、InP增益芯片、Si3N4双微环窄带滤波器芯片、准直透镜和保偏光纤准直器组成。

增益芯片和Si3N4芯片通过端面耦合对准，形成外腔激光器。Si3N4芯片设计了模斑转换器、双微环滤波器、相位调整和功率调整四个部分，其中模斑转换器用于匹配增益芯片的模场，增加耦合效率，高Q双微环滤波器用于激光器的选频和窄线宽。

从增益芯片返回的窄线宽激光被耦合到SOA芯片中用于光功率放大。考虑到增益芯片和SOA的模场大小不同以及热串扰的影响，采用了双准直透镜结构来提高耦合效率。SOA放大后的激光耦合到保偏光纤准直器，实现高功率窄线宽激光保偏输出。增益芯片长度为1 mm，前端面镀有减反射膜，反射率为0.01%。Si3N4波导的损耗小于0.1 dB/cm。

SOA芯片左右两侧镀有增透膜，在光波长为1550 nm，输入光功率为10 mW时，最大工作电流为1.5 A，放大倍数大于25 dB。

混合集成半导体激光器：(一)结构图；(b)蝴蝶包装成品

研究人员验证了激光器的性能。在22.2的温度下，分别在100、150和200 mA的增益芯片电流下进行测试。结果表明，当SOA电流为1.2 A，增益芯片电流为200 mA时，可获得226.3 mW的光纤耦合功率输出，耦合效率为90.34%。通过调节外腔芯片上的相位和微环上的电极功率，激光器可以在1529~1584 nm范围内调谐，覆盖了增益芯片的增益谱。

该激光器实现了不同中心波长的窄线宽激光输出，激光线宽为2~8 kHz。

激光器性能测试结果：(a)功率-电流曲线；(b)波长调谐曲线；(三)频率噪声曲线研究人员表示，下一步将重点优化激光器的驱动控制电路，实现激光波长的精确控制，提高SOA的工作效率，增加激光器的输出功率。审计刘清

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