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半導體光放大器SOA的電光轉(zhuǎn)化效率

wangdell938 ? 來源:wangdell938 ? 作者:wangdell938 ? 2023-12-21 13:24 ? 次閱讀

什么是電光轉(zhuǎn)換效率

電光轉(zhuǎn)換效率是衡量半導體激光器和半導體光放大器SOA芯片性能的一個重要指標,簡單概括講就是指將電能轉(zhuǎn)換為光能的能量轉(zhuǎn)換效率。

η=P光/P電=(Pout-Pin)/IF*VF

Pout:輸出光功率(注意:對半導體光放大器SOA來說,如果ASE噪聲光功率不大,就取總輸出光功率,如果ASE噪聲大,取激光輸出光功率)

Pin:輸入光功率

IF:前向電流

VF:前向電壓

電光轉(zhuǎn)換效率通常用百分比來代表。例如,一個光器件的電光轉(zhuǎn)換效率為20%,代表該光芯片20%的電能轉(zhuǎn)換成了光能,剩余的80%將以其它形式損失掉,如熱能等。

半導體光放大器SOA的電光轉(zhuǎn)換效率與很多因素有關(guān),包括材料選擇、波導結(jié)構(gòu)、溫度、電流等。

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電光轉(zhuǎn)化效率的重要性

較高的電光轉(zhuǎn)換效率意味較低的驅(qū)動電流可產(chǎn)生較大的輸出光功率,并有較小的能量損耗,從而產(chǎn)生較少的熱量,進一步的可以降低器件的散熱成本,進一步的還可提高光芯片的可靠性和長期穩(wěn)定性。

因此,哪怕微小的電光轉(zhuǎn)換效率的提升,對芯片的整體性能提升都非常有意義。不少企業(yè)往往片面追求個別光學指標的領(lǐng)先,卻忽視了電光轉(zhuǎn)換效率這個關(guān)鍵指標,導致產(chǎn)品無法產(chǎn)品化,或競爭力不足。

車載激光雷達和光子集成的新應用需求

近年來隨著一些新的應用新的需求出現(xiàn),對芯片的功耗、工作環(huán)境溫度、長期可靠性穩(wěn)定性均提出了較高的需求,如車載激光雷達、高速光通信光子集成等場景。

車載激光雷達,其要求工作在惡劣的環(huán)境下,需要寬溫度工作范圍、低功耗、高集成度。如果只追求高輸出光功率,忽視了寬溫工作、低能耗,這些關(guān)鍵需求,最終導致無法產(chǎn)品無法商用,而寬溫工作、低能耗需求的關(guān)鍵就是提高光芯片的電光轉(zhuǎn)換效率。

光子集成,隨著通信速率的越來越高,其光功率余量越來越小,需要在高速光模塊或硅光集成組件中集成SOA半導體光放大器,用于提升光功率擴展傳輸距離,這些需要滿足高速光模塊的高集成度、低功耗的需求。

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審核編輯 黃宇

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