5G時(shí)代的來(lái)臨代表著(zhù)更迅速的信息傳輸,更龐大的信息容量,如何保證信息的準確同步,這對于信息的傳輸有決定性的意義。作為目前世界上最精準的計時(shí)標準,原子鐘在提高系統時(shí)間同步精確度上起到重要的作用。
參考通訊基站對功耗,占地,成本的考慮,半導體激光器由于其體積小,功耗低,成本相對較小等優(yōu)點(diǎn)在原子鐘頻率參考源中脫穎而出。目前能夠用做原子鐘頻率參考源的激光管主要為DFB(Distributed Feedback Laser)和DBR(Distributed Bragg Grating Laser)。這兩種技術(shù)的原理類(lèi)似,都是通過(guò)將頻率穩定光柵寫(xiě)入激光芯片結構中,從而實(shí)現1. 對中心波長(cháng)的精確鎖定 2. 小于1MHz 的精細線(xiàn)寬。然而正如名稱(chēng)不同所示,這兩種技術(shù)在結構上有著(zhù)較大的區別,在性能上也有不同的表現。
1. 結構不同
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DFB |
DBR |
單管結構示意 |
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雖同采用光柵選擇并鎖定頻率,DFB結構光柵分布于整個(gè)有源區內,頻率鎖定機制強大,工序精密復雜。DBR的光柵分布于有源區兩側,布拉格光柵對激光腔內頻率進(jìn)行挑選。
結構的不同也導致性能上的差異。從總體上而言,這兩種技術(shù)的表現不分伯仲,但如果仔細分析,也可以看出其中的些許差別。
2. 性能比較
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DFB 激光 |
DBR 激光 |
線(xiàn)寬 |
典型值 0.6 MHz |
典型值0.7 MHz |
閾值電流 |
≤ 70 mA |
≤ 70 mA |
斜率效率 |
0.7 W/A (與波長(cháng)相關(guān)) |
0.7 W/A (與波長(cháng)相關(guān)) |
邊模抑制比 |
≥ 30 dB 典型值45 dB |
≥ 30 dB 典型值45 db |
波長(cháng)調諧電流參數 |
3 pm/mA |
2 pm/mA |
輸出能量 |
40 … 150 mW cw (與波長(cháng)相關(guān)) |
10 … 100 mW cw (與波長(cháng)相關(guān)) |
對DFB/DBR激光穩定性影響非常大的一個(gè)現象是模式跳躍,它是由于光柵與激光增益曲線(xiàn)鎖定模式轉換而產(chǎn)生的暫時(shí)性多縱?,F象。由于工藝的不同,DFB和DBR在跳模的特性上有著(zhù)不同的表現
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DFB 激光 |
DBR 激光 |
電流調制中光譜圖 |
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不同溫度下電流調制中模式情況 |
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現象概要 |
* 無(wú)跳模范圍廣 * 電流調制參數高,并保持恒定不變 |
* 無(wú)跳模范圍小 * 跳模時(shí)波長(cháng)藍移:調諧范圍越廣電流調制參數越低 |
通過(guò)對材料的挑選可實(shí)現對目標波長(cháng)處跳?,F象的排除,從而達到目標波長(cháng)處的穩定精準操作。
總部位于柏林,德國eagleyard 作為著(zhù)名鎵砷基高能半導體研究所FBH的科研成果轉換,在兩種工藝上均有著(zhù)長(cháng)期的經(jīng)驗,經(jīng)過(guò)對兩種工藝的比對,eagleyard 為630-1130nm間主要應用波長(cháng)提供最優(yōu)的解決方案。其DFB/DBR激光在工業(yè),科研,以及航天客戶(hù)中口碑頗佳,是頻率參考激光二極管的首選。
在原子鐘方向上,eagleyard的激光遍布世界各大研究所實(shí)驗室,基于其元件生產(chǎn)出的原子鐘不僅在工業(yè)中得以應用,更是走出地球,隨冷原子實(shí)驗衛星飛向太空。我們期待著(zhù)依托這些年來(lái)積攢下來(lái)的工藝經(jīng)驗,為5G通訊堅守微秒級的精準。
為順應原子鐘微型化的趨勢,eagleyard特推出TO5封裝,內置Peltier制冷,配備PD的Rb D2線(xiàn)DFB激光,其余波長(cháng)歡迎咨詢(xún)。
番外:
VCSEL 因其成本低耗能低,無(wú)疑也成為微型原子鐘光源的一種可能,但由于精度不夠(線(xiàn)寬在100MHz左右),單管能量偏低(0.3mW),其性能自然不能與DFB/DBR激光相提并論。
在中國區市場(chǎng),憑借同中國區代理富泰科技(Photonteck Company Limited)的通力合作, 這些高性能的產(chǎn)品也已經(jīng)在國內相關(guān)項目上獲得小批量應用, 為國內客戶(hù)提供有力的核心支撐。
關(guān)于富泰科技
富泰科技(香港)有限公司正式成立于2005年,專(zhuān)注于先進(jìn)光電技術(shù)應用,為光通信、工業(yè)與科研用戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)的物料選型、核心器件供應以及系統方案支持。我們的客戶(hù)群體涵括通信行業(yè)系統集成商及國內外光通信器件、模塊制造商、光電領(lǐng)域高校、重點(diǎn)實(shí)驗室等。如今,我們服務(wù)的市場(chǎng)覆蓋光纖通信、傳感、精密光譜、量子信息處理和半導體制造等領(lǐng)域。
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