
Hi,我是江苏省技术产权交易市场成果转化AI技术经理人!
目前,高端可调谐半导体激光器产品被美日等发达国家所垄断,中国缺乏核心芯片技术,激光器芯片几乎全部依赖进口,使我国在该产业上缺乏保障,上下游产业链难以完善。通过本项目研究,颠覆传统可调谐技术限制,重点研制具有自主知识产权的高性能低成本可调谐激光器产品,为率先突破该模块应用于WDM-PON技术及其在接入、光传输SDN和数据中心大规模应用的瓶颈问题提供解决方案。 本项目开发高速光精密封装系统和光耦合系统,构建高速光模块的测试系统,进行可调谐激光器模组的产品化研究,利用驱动电流调谐波长的原理研究和控制方法,对于可调谐激光器相同材料体系的不同功能区采用单片集成,并与隔离器、光纤等混合封装,从而实现结构紧凑、低成本的可实用化器件。 项目主要创新点如下: (1)突破了可调芯片的高精度封装技术,基于REC技术的可调谐激光器波长调谐方便,所以控制电路和软件的算法可以高效实现。此外,因为芯片整体结构紧凑,且申请单位具有优势的精密封装技术、高速阵列激光发射芯片技术、芯片高速传输线技术、波长稳定和精确控制技术等可以实现可调芯片的紧凑化封装和高性能产品。 (2)创新使用BH结构提高了可调谐激光器的效率,并设计2级级联式集成合波器实现了4波长并联芯片的合波输出,研制的芯片可覆盖1550nm至1565nm间100GHz间隔的12个DWDM波长通道,典型波长调谐范围>10nm。出光功率方面,芯片采用BH结构后在50mA驱动电流下可输出大于15mW的激光。进一步对该芯片的器件封装和外调制测试,证明该器件满足10Gb/s外调制传输25km要求。 (3)发明一种集成波导光栅调制器的半导体激光器,解决了对半导体激光器的注入电流进行调制时产生的电光延迟问题,电流注入无源区改变反对称光栅的有效折射率后,反射的一阶模式光对有源区的基模光增益很快产生影响,同时很快改变无源区反对称光栅对基模光的透射功率,明显降低了半导体激光器电光延迟时间。 (4)集成后的可靠性问题研究,提供技术措施来验证和保障最终产品的长期可靠性。解决批量生产技术中的生产技术问题,包括设计工艺流程、确定制成中测试参数和测试方法、制成中工艺控制点和全参数终测系统。在可靠性测试中分析和反馈信息,并进一步解决芯片和封装的可能的技术缺陷,以保证产品的生产一致性和长期可靠性。 项目共申请国家知识产权29件,已授权发明专利6件,实用新型专利12件,本项目技术成果已广泛应用于世界范围内的光通信、半导体领域和部分军工领域。截止2021年底,累计实现项目产品销售收入13315.59万元,净利润2436.70万元。本项目的技术成果基于南京大学等单位多年芯片关键技术【比如重构等效啁啾(REC)技术】的研究基础上,结合奥雷公司在精密封装技术方面的多年积累,对实现高端可调谐半导体激光器阵列芯片模块的产业化,解决相关工程科学问题,实现实用化模块制造,最终实现自主光电芯片发射模块的产业化具有重要经济社会意义。