在相干探測和精密計量領(lǐng)域,激光器的線寬與調(diào)諧速度之間的權(quán)衡由來已久。傳統(tǒng)的外腔二極管激光器(ECDL)能夠?qū)⒕€寬壓到kHz甚至百Hz量級,但調(diào)諧速度往往受限于機械運動部件;而基于電流調(diào)制的DFB激光器雖然調(diào)諧快,線寬卻常常不夠理想。Deeplight的DLT-FT-1550提供了一條不同的技術(shù)路線:氮化硅光子集成加上單片集成的壓電致動器。
北京泰坤工業(yè)設(shè)備有限公司將該產(chǎn)品引入國內(nèi),以下從技術(shù)角度談?wù)勥@款激光器的幾個值得關(guān)注的特點。

通常我們見到的窄線寬激光器,窄線寬的來源是長腔長和高精細度諧振腔。Deeplight選擇了氮化硅(Si?N?)波導平臺——這種材料在近紅外波段損耗低,且其熱光系數(shù)和克爾非線性適中,適合做高Q值諧振腔。但真正讓它與眾不同的是在光子芯片上單片集成了壓電致動器,且這一工藝基于成熟的MEMS制造技術(shù)。
壓電致動器的作用是直接對光路施加應(yīng)變,從而改變諧振腔的光程。與熱調(diào)諧相比,壓電調(diào)諧的響應(yīng)速度快兩個數(shù)量級以上;與載流子注入調(diào)諧相比,它不引入額外的損耗和頻率啁啾。實測的致動帶寬大于2 MHz(從直流開始平坦響應(yīng)),這意味著激光頻率可以按照外部驅(qū)動電壓高速、線性地掃描。

數(shù)據(jù)表給出的本征線寬(洛倫茲型)典型值低于10 Hz,上限100 Hz。這個指標本身并不驚人——光纖激光器也能做到——但Deeplight是在一個緊湊的蝶形封裝內(nèi)、同時實現(xiàn)了大于1 GHz的快速調(diào)諧范圍。能做到這一點,關(guān)鍵在于壓電致動器與高Q值氮化硅諧振腔的結(jié)合:致動器負責快速掃頻,諧振腔的窄線寬特性則由光子集成本身保障。
相比之下,一些競品為了獲得GHz級別的快速調(diào)諧,不得不犧牲線寬到幾十kHz;或者反過來,守住窄線寬但調(diào)諧速度被限制在幾kHz以內(nèi)。Deeplight的方案跳出了這個權(quán)衡區(qū)間。
在調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)激光雷達或相干傳感中,掃頻線性度直接影響測距分辨率和信噪比。如果掃頻非線性過大,通常需要額外的硬件參考干涉儀或軟件算法做線性化矯正。
Deeplight的壓電致動器表現(xiàn)出較好的線性響應(yīng)。在10–100 kHz掃頻速率下,均方根非線性低于0.5%,典型值可到0.1%以內(nèi)。該公司甚至提出“無線性化FMCW操作"的說法——對于很多工程應(yīng)用,這意味著可以省去一套參考干涉儀或減少校準工作量。

波長和功率:中心波長1550 nm(可定制ITU網(wǎng)格通道),輸出功率15 mW左右。
邊模抑制比:典型值大于50 dB,足以避免干擾信號。
相對強度噪聲:數(shù)據(jù)手冊給出了實測曲線,整體水平較好。
封裝:14針蝶形封裝,保偏FC/APC輸出;也可選激光頭模塊,方便連溫控和電流控制器。
基于上述特性,這款激光器主要面向:
分布式光纖傳感(如相位敏感OTDR):窄線寬保障長距離下的相位穩(wěn)定性。
FMCW激光雷達:低非線性快速掃頻,直接提升測距性能。
相干光通信與光計算:低相位噪聲、高速頻率切換,適合作為本振源或可調(diào)諧載波。
原子分子光學物理:需要超窄線寬且可快速跳頻的實驗。
北京泰坤工業(yè)設(shè)備有限公司是Deeplight在中國市場的授權(quán)代理,負責該系列激光器的銷售與技術(shù)咨詢。具體的定制波長、工程樣片測試等事宜,可通過其商務(wù)渠道溝通。

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