图解激光器知识点

用于光通信的激光器，以半导体激光器为主，主要分两种类型，边发射与面发射

▲边发射

▲面发射

VCSEL

VCSEL，叫垂直腔面发射

☝垂直腔，两组布拉格光栅做发射腔

▲VCSEL历史

▲VCSEL应用

▲典型氧化物限制结构

这个限制，一是限制光场，二是降低阈值电流

FP与DFB

FP与DFB都是边发射激光器，FP结构的激光器，是通过两侧反射镜做光反馈，DFB是通过光栅做光反馈

▲FP的反射腔

▲DFB的布拉格反射

▲FP无需刻蚀光栅，工艺简单

▲DFB需要刻蚀光栅，工艺复杂

▲FP是多纵模激光器

▲DFB是单纵模激光器

DFB的RWG与BH结构

DFB激光器应用广泛，常用的RWG结构，与BH结构

▲紫色是波导结构

RWG，脊波导，上图紫色是波导设计，工艺简单

BH，异质掩埋，掩埋的是有源层，工艺复杂

为什么要掩埋？

RWG结构的有源层是下图这样

脊型波导，再通过两侧折射率差，将光场压缩至椭圆形，下图

掩埋结构，把有源层做窄

那它的光场压下来，就是接近于圆形

BH结构的圆形光斑，非常适用于通信，与光纤耦合效率高，功率大，阈值电流低（功耗低）

EML

EML，是DFB结构与EAM电吸收调制器的集成器件

半导体有激子吸收效应，也就是可以吸收光，那DFB的光，一会儿吸收一会儿不吸收，对外界看起来就是1,0的区别

▲EML ▼DML

电吸收调制器原理

外加电场后，能带发射概念

吸收波长偏移，产生调制效果

DBR激光器

DBR激光器与DFB类似，只一半光栅，可以通过电流调整相位，也就是说可以通过电流的大小，调谐输出波长

可调谐激光器

可调谐激光器，就是能调输出波长，上一类的DBR是可以做调谐的。

最简单的一种，就是温度调谐，DFB激光器可以随温度变化而变化，那让他工作在不同温度，就可以实现不同波长

把激光器级联起来，就可以调更多的波长了的。

另一种，就是双臂结构，设计俩激光器（各种类型都行），用游标效应。

咱FP出来的是多纵模，

两组FP，纵模间隔略作差异设计

能对准的就可以激射，向游标卡尺一样

这种双臂结构，有好些设计，原理都类同

还有已与采样光栅的DBR

量子级联激光器

量子级联激光器主要用在

咱们DFB是多量子阱结构（十来个），量子级联就是3个，通过量子隧穿三步完成激射

电子不断从高能级向低能级跳，辐射出光子能量

QCL量子级联激光器，同样可以做FP、DFB、外腔调制各种类型，波长集中在红外

气体激光器

气体激光器是用气体做增益物质，CO2激光器是应用比较多的一种，主要在激光加工行业

CO2激光器，有一种辅助气体氮气，电击中氮气后，能量增加会被CO2吸收，再通过两侧反射镜，就激射出光

光纤激光器

光纤激光器，增益物质叫增益光纤

普通传输信号的光纤是单包层，不产生增益

增益光纤是双包层

在泵浦光的作用下，纤芯就吸收能量，产生增益。增，就是放大

光纤激光器，主要用于激光加工行业

准分子激光器

准分子激光器，也是一种气体激光器，他俩的区别在于CO2做不了超快激光器，它的加工过程产生热量，对加工面有损伤

准分子激光器，破坏的是物质的肽键，对加工面不产生破坏力

准分子的准，是说常态下这些分子不存在，只有激发状态下才有，常用这些惰性气体做准分子激光器，193nm是半导体光刻工艺中最常用的

常态下没有ArF这种分子，分别是蓝色的氟和红色的氩

收到激发时，产生一个极端时间的ArF分子，从高能级跳下时分开同时产生一颗光子

这个超短脉冲，破坏分子肽键，这就是加工过程

世界上第一台激光器--红宝石激光器

1960年，梅曼发明第一台激光器，是红宝石激光器

用红宝石做增益物质，在泵浦灯光作用下产生辐射，通过两个反射片进行放大，就是LASER，受激辐射光放大

YAG激光器

类似，把红宝石晶体，换成钇铝石榴石，就叫YAG激光器，也是用于激光加工市场

自由电子激光器

这是用于军事上的一类能量激光武器，可以穿透钢板

目前体积也很大

它的原理很简单，用电子摆动起来（像波），光是电磁波

用波动的电子做谐振，产生加速，产生巨大的光能量

如何让电子产生波动性？磁可以改变电的方向

用一组极性交替分布的磁，让电子穿过去

电子就产生扭摆

这就成了自由电子激光器

太赫兹激光器

太赫兹，是个新兴技术，它的电磁波频谱介于微波与红外之间，（国华用绿色标志），刚好位于电学与光学范畴的交接点，太赫兹可以用于安检、以及早期癌症检测等等领域

它既可以做太赫兹电学应用，也可以做光学应用，光学上加反射腔等也可以做激光器

用超短激光打在两片电极中间，就可以激射出太赫兹波

它的电极（电学范畴这样）

太赫兹的传输，发射与接收

去年，MIT 在nature发表一个中红外太赫兹激光器，波长100um

▲激射太赫兹

▲同频同相，进行锁频放大

腾景科技：公司已量产的光栅产品为体布拉格光栅（VBG），光纤光栅（FBG）产品正处于研发阶段

证券之星消息，腾景科技(688195)06月26日在投资者关系平台上答复投资者关心的问题。

投资者： 公司在光模块方面提供哪些产品？

腾景科技董秘： 投资者您好，感谢您对我司的关注。在光通信领域，公司的精密光学元组件、光纤器件产品主要应用于电信侧的WSS、相干光模块、XGPON模块、5G前传光模块以及数据中心侧100G/200G/400G/800G等多个速率的光模块中。

投资者： 对于车路云的路段智能化建设来说，光栅光纤传感器至关重要。它通过光栅阵列技术实现车道级探测光缆随线敷设，为自动驾驶中的车辆测距等提供支持，能够实现对车辆行驶轨迹的实时跟踪和车辆测距等功能。公司已经小批量量产的光栅产品是否应用于车路云？

腾景科技董秘： 投资者您好，感谢您对我司的关注。公司已量产的光栅产品为体布拉格光栅（VBG），光纤光栅（FBG）产品正处于研发阶段。体布拉格光栅、光纤光栅下游应用领域广泛，如体布拉格光栅可应用于光通信、激光器、仪器仪表、生物医学等领域；光纤光栅可应用于光通信、光纤传感、光信息处理等领域，光纤光栅可用于制作光纤光栅传感器，智能交通是其下游终端的具体应用方向之一。

投资者： 公司在量子计算领域提供哪些产品？

腾景科技董秘： 投资者您好，感谢您对我司的关注。公司的产品主要应用于光通信、光纤激光等领域，在量子信息科研领域有少量应用，主要为科研项目提供精密光学元组件产品。

投资者： 公司在光刻机领域提供哪些产品？

腾景科技董秘： 投资者您好，感谢您对我司的关注。相关问题请参见公司2024年6月17日的回复。

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