安立光器件開發(fā)史 |（四）激光器芯片研發(fā)進展（續(xù)）
1964年東京奧運會之后的日本經濟高速增長時期，通信需求大幅增加。日本電信電話公社（NTT的前身）決定建設光纖傳輸網絡，標志著光通信時代的開始。因此，安立傳感與器件公司的前身開始開發(fā)用于光網絡測量儀器的關鍵器件，如半導體激光器和高速混合集成電路。安立傳感器件公司今天的許多產品都繼承了這一時期的產品基礎。本系列文章介紹了安立傳感器件公司開發(fā)的器件的歷史，本篇文章是第四篇，繼續(xù)介紹公司主要光器件產品的開發(fā)故事。
其他回顧
第一篇：安立光器件開發(fā)史 |（一）半導體激光器開發(fā)的黎明期
第三篇：安立光器件開發(fā)史 |（三）激光器芯片研發(fā)進展
（3）超輻射發(fā)光二極管（SLD）
由于半導體激光二極管（LD）發(fā)射的光具有譜寬度窄、高輸出功率的特點，當其被用于干涉測量時，很分辨多個反射點，且當存在多個寬帶信號的重疊時，可能會產生噪聲。因此，光學傳感應用需要光源具有寬光譜寬度特點的低相干噪聲源。低相干光源通過降低腔體反射率來抑制振蕩，從而獲得更寬的光譜寬度，被稱為超輻射發(fā)光二極管（SLD）。它們主要用于干涉測量，醫(yī)學等場景。
如下圖（a）所示，可以通過在芯片兩端發(fā)光面上涂抗反射（AR）涂層來抑制面反射率。早期使用氮化物薄膜AR涂層，后來隨技術進步使用電子束蒸發(fā)和濺射薄膜涂層進行鍍膜。但由于AR涂層本身并不能達到足夠低的反射率，因此通過設計一個有傾斜角度的波導有源層來進一步降低反射。
對于使用0.8微米波段的GaAs襯底和1微米波段的InP襯底的產品，如果存在較大的反射率，則光譜會形成多個模式，如下圖（1）所示。下圖（2）和（3）所示，光譜將變?yōu)槠交螤?，具有較少的光譜波紋，因為可以通過使用AR涂層和結構來降低總小面反射率。
類似泵浦LD，SLD有源層也開始使用整體結構。雖然對于整體結構而言，僅僅通過延長有源層長度就可以增加光輸出功率，但會導致帶寬變窄。當前主要是使用多量子阱（MQW）結構來實現寬波段的低輸出功率，并在功率和帶寬之間保持可調平衡。安立公司有著悠久的設計和生產SLD光源的經驗并且用于安立測試測量設備。我們的SLD在光學傳感領域也有廣泛的應用，如眼科醫(yī)療設備和半導體晶片或光學薄膜厚度檢測。
各種反射率降低結構
光譜變化與剩余端面反射率
（4）半導體光放大器（SOA）
半導體光放大器（SOA）通過降低芯片端面反射率來放大輸入光信號。與光纖放大器相比，SOA更小，可以進行光學集成。下圖顯示了20世紀90年代早期SOA模塊的典型示例及其電流與增益特性。在沒有驅動電流的情況下，SOA有源層具有與信號波長相對應的較大光損耗，但隨著驅動電流的增加，損耗迅速下降并轉化為增益。
半導體光學器件本質上具有偏振相關增益-PDG。可以通過有意改變活性層和襯底材料中晶格的大小來抑制PDG。我們已經在國際會議上展示了此研究成果。我們受到了研究機構關于該器件的關注。
早期SOA模塊
典型特性
（5）增益芯片（Gain chip）
普通半導體激光器能夠穩(wěn)定輸出固定波長的光信號，但這些儀器輸出的激光波長范圍很寬。例如，當測量濾波器等光學設備的波長特性時，每波長輸出比白光源大，并支持在寬動態(tài)范圍內進行測量。此外，可以在固定波長下測量傳輸特性。
下圖顯示了在商業(yè)化產品中使用littman型外腔的可調諧波長光源的基本結構。來自衍射光柵的第0級反射光為光學輸出1，來自增益芯片左側的輸出為輸出2。激光波長由衍射光柵選擇的波長決定，可以通過反射鏡的角度來改變。一個增益芯片刻面具有非反射性，但另一個具有高反射率或低反射率，具體取決于光學系統(tǒng)的配置。有源層內部結構基本上與LD相同，但不同之處在于對寬增益帶寬的要求。因此，我們嘗試了各種有源層量子阱數和芯片長度的組合，并確定了在寬振蕩波長上獲得高光輸出的參數。
雖然最初是作為安立測量儀器的器件開發(fā)的，但我們現在為其他公司和通信應用提供這些可調波長光源模塊。除了用于使用外部諧振器的光學濾波器的衍射光柵外，每家公司還采用了各種配置，例如使用硅波導的環(huán)形濾波器和液晶濾波器。許多客戶對我們的增益芯片給予了高度評價。
外部空腔調諧光源的基本配置
我們的器件業(yè)務最初是為了為安立測量儀器提供關鍵器件而啟動的，幾年后我們將很快迎來光器件業(yè)務50周年。盡管與資本雄厚的大型制造商相比，我們的資源有限，但我們仍在穩(wěn)步開發(fā)獨特的光學器件，并將繼續(xù)加強我們的集成產品線，以進一步提高客戶滿意度。
新聞來源：安立通訊科技Anritsu