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DFB激光器
鎖定
- 中文名
- DFB激光器
- 外文名
- Distributed Feedback Laser
- 別 名
- 分佈式反饋激光器
DFB激光器工藝結構
Process(工藝流程) | Back End(後續處理) |
GaSb-processing(銻化鎵材料生長) | cleaving(切割) |
coating / lift-off(鍍膜/剝離) | facet coating(端面鍍膜) |
optical lithography(光學光刻) | characterization(參數塑造) |
e-beam(電子束成象) | mounting (TO-header)(安裝) |
vapor coating(氣相塗蓋) | fiber coupling(光纖耦合) |
etching(蝕刻) | burn-In(預燒) |
electroplating(電解沉積) | ...... |
quality control(質量控制) | - |
…… |
DFB芯片結構設計 DFB芯片大小:如圖1,芯片大小可以在成人大拇指上形象地看出來。
DFB激光器應用原理
一、光纖通訊
通訊是DFB的主要應用,如1310nm,1550nm DFB激光器的應用,這裏主要介紹非通訊波段DFB激光器的應用。
(a) 過程控制 (HCl, O2 …)
(b) 火災預警 (CO/CO2 ratio)
(c) 成分檢測 (moisture in natural gas)
(d) 醫療應用 (blood sugar, breath gas, helicobacter)
(e) 大氣測量 (isotope composition of H2O, O2, CO)
(f) 泄漏檢查 (Methane)
(g) 安全 (H2S, HF)
(h) 環境測量 (Ozone, Methane)
(i) 科研 (Mars and space missions)
(j) …
三、原子光譜學應用
(k) 原子鐘 (GALILEO, chip scale atomic clock)
(l) 磁力計 (SERF)
(m) ...
四、新興市場
(a) 精密測量 (Ellipsometry, 3D vision)
(b) 夜視儀
(c) 同位素監測 (distinction of 235UHF / 238UHF)
(d) …
DFB中心波長 | 主要應用 | DFB中心波長 | 主要應用 |
760/761/763nm | 氧氣(O2)分析 | 1590nm | 硫化氫(H2S)氣體分析 |
852nm | CsD2銫原子鐘 | 1580/2330nm | 一氧化碳(CO)氣體分析 |
894nm | CsD1銫原子鐘 | 1579nm | 一碳二碳(CO/CO2)同時分析 |
1392/1877/2740nm | 水分子(H2O)分析 | 1654nm | 甲烷(CH4)氣體分析 |
1064nm | Nd:YAG激光器種子源 | 1742nm | 氯化氫(HCl)氣體分析 |
1178nm | 大功率光纖激光器種子源 | 1800nm/2650nm | 一氧化氮(NO)氣體分析 |
1273nm | 氟化氫(HF) 氣體分析 | 2004nm/2680nm | 二氧化碳(CO2)氣體分析 |
1341nm | 溴化氫(HBr) 氣體分析 | 2257nm | 氧化二氮(N2O)氣體分析 |
1512nm | 氨氣(NH3)氣體分析 | 3370nm | 丙烷(C3H8)氣體分析 |
1540nm | 氰化氫(HCN)氣體分析 | ....... | ...... |
下圖是Harvard所研究的Hitran數據庫在750-3500nm之間的光譜吸收圖,可以作為大部分氣體分析的數據參考:
DFB激光器應用案例
· 實現更快更有效的燃燒;
· 減少污染物的排放,減小能耗。
2.用於過程控制
· 監測HCl 的濃度,優化PVC材料的生產;
· 監測燃燒室中 O2, CO, CO2 的濃度,控制鋼鐵的熔鍊過程。
比如用於NASA實驗室,俄羅斯航天局等。
DFB激光器廠商現狀
當前,DFB激光器芯片技術基本上由德國、美國、日本等發達國家掌握,比如德國Nanoplus、Sacher、Eagleyard、Toptica公司,美國Thorlabs、EM4、Power Technology、Sarnoff公司,日本NTT、Oclaro等公司。廠商非常多,但能夠實現商業化生產的廠家並不多,主要有Nanoplus、Eagleyard、NTT、Thorlabs等幾家公司。
DFB激光器發展
DFB激光器的發展方向是,更寬的調諧範圍和更窄的線寬,在一個DFB激光器集成兩個獨立的光柵,實現更寬的波長諧調範圍,比如達到100nm諧調範圍,以及更窄的光譜線寬,最終用一個DFB激光器實現檢測多種氣體的功能;更長的中心波長,從750nm到3500nm,並逐漸往4000nm甚至更高的中心波長髮展;更高的功率,由於DFB激光器功率普遍較低,高功率能夠實現長距離、多路等更廣泛的應用。
- 參考資料
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- 1. 數實融合,現代生活更智能——2023年世界科技發展回顧·數字技術篇 .科技日報.2024-01-05[引用日期2024-01-05]