度亘核芯推出高性能、高可靠性VBG光纤耦合锁波模块

摘要：

度亘核芯成功研发了光纤耦合模块产品的波长锁定技术，并通过了严格的性能和可靠性测试，正式推出高可靠性、高电光转换效率、宽温度锁波范围、宽电流锁波范围、精准波长控制的高功率光纤耦合模块产品。

应用与背景

近年来，随着半导体激光技术的日臻完善和半导体激光器件性能的大幅改进，高功率全固态激光器获得了飞速发展，特别在输出功率和光束质量方面。半导体激光器波长会受到工作温度和工作电流的影响而发生漂移，光谱线宽较宽，很容易造成半导体激光的中心波长与增益材料吸收峰失配，极大地影响高功率激光器的输出效率及可靠性，限制了其作为光源在材料加工领域的进一步应用。

针对固体激光泵浦方向，度亘核芯研发的波长锁定技术，成功解决了波长锁定和光谱线窄化的问题，可实现宽电流域、宽温度域的锁波范围，很好地改善了外界因素变化时波长的漂移而带来的增益材料吸收峰匹配问题。波长随温度的漂移系数仅为0.01nm℃，同时光谱线宽从常规的4nm压缩至0.3nm~1nm。

技术难点：

1. 市面流通的320W 976nm 200um锁波模块大多数电光效率在48%~52%，能耗较高，不能满足对能耗有极高要求的客户需求，需要研发更高效率的芯片，以及提升锁波与耦合效率。度亘芯片技术团队在原先230um条宽30W芯片基础上，通过优化外延结构，镀膜工艺以及调整腔长等方面，使得芯片在25A下的电光效率＞68%；模块团队基于该款高效率芯片设计光学耦合、匹配高效的VBG的衍射效率和锁波方式，从而实现在锁波满功率输出的情况下，模块电光效率超过57%。

2. 锁波范围方面,模块锁波范围越小，对于客户使用会越局限。9XX波段锁波较8XXnm波段难度高，在该项的问题解决上，度亘核芯采用优化VBG的衍射效率以及锁波方式来进行锁波范围的提升，实现了2~32A，17~40℃的锁波范围。

开发成果

度亘核芯的VBG锁波模块，采用自主研发并量产的单管芯片,波长控制优异，具有长寿命，转换效率高，体积小，性能稳定等特点。可做为固体激光器、光纤激光器、碱金属激光器的泵浦源以及波长合束的半导体激光器系统，在不影响光束质量的条件下，实现更高的功率输出。经过多年在客户处的使用验证，各项性能优势明显，可做为固体激光器和固体皮秒激光器的泵浦源。

1. 技术参数

型号：320W 976nm 200um锁波光纤耦合模块（DG-Z16-320-976-200-VBG-0.7）

输出功率：＞320W@24A；

中心波长：976±1nm;

光谱宽度（FWHM）：＜0.7nm;

光纤芯径：200um；

输出光NA@95%power:＜0.175；

电光效率：＞57%@320W；

2. 产品概括：

• 高效节能，模块满功率输出时，电光效率＞57%；
• 锁波范围宽；

1) 电流范围：在25℃水冷条件下，能实现2~32A超宽全工作电流锁波范围；（图一）

2) 温度范围：在满功率输出的情况下，能实现17~40℃宽的温度锁波范围；（图二）

(图一)水冷25°C条件下：锁波电流2A~32A

（图二）满功率输出条件下：锁波温度（17°C~40°C）

光谱曲线（FWHM:0.3~0.7nm）

度亘核芯可根据客户需求提供定制化方案，快速响应不同终端客户应用需求，帮助客户赢得市场。目前在售锁波长产品包括878.6、885、888、969、976、981等，功率涵盖10－600W，涵盖多种光纤芯径。