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高速分布反馈半导体激光器获2012年度国家技术发明奖二等奖
发布时间:2013-01-28    来源:网络   阅读次数:605 分享到:

 一年一度的国家科学技术奖励大会于1月18日上午在人民大会堂隆重举行。由WTD和清华大学合作完成的高速分布反馈半导体激光器及其与电吸收调制器单片集成光源项目,获得了2012年度国家技术发明奖二等奖。其主要完成人是:罗  毅、孙长征、熊  兵(清华大学);阳红涛、王任凡(WTD);柴广跃(恒宝通)。

  分布反馈半导体激光器与电吸收调制器集成光源,属于光电子器件技术领域,其特征在于:所述的DFB激光器采用由周期性排列的有源层材料形成的光栅结构,所述的集成光源的有源层材料采用一次外延生长实现的量子阱结构。该技术发明还包括上述集成光源的制作工艺,其特征在于:所述的集成光源的有源层可以在一次外延过程中生长完毕,可以通过提高有源层量子阱个数来提高所述的EA调制器的调制速率,并通过刻蚀有源层材料实现所述的DFB激光器中的光栅。该技术发明还综合考虑了DFB激光器和EA调制器性能优化的趋势,同时优化集成光源中两个器件的性能,并且制作工艺简单。在高速光纤通信系统中具有广泛的应用前景。

  以光纤网络为根本的信息基础设施建设是一个现代国家基础性和战略性的长期任务。分布反馈(DFB)半导体激光器及其与电吸收(EA)调制器集成光源等高速光源是光纤骨干网、城域网络中的核心器件,是信息网络技术的战略制高点,技术含量高、难度大。发展具有自主知识产权的核心光电子器件,对于我国信息基础设施建设的可持续发展乃至国家安全具有重大的战略意义。

  该项目针对光纤骨干网、城域网络对高端核心光源器件的重大需求,在国家自然科学基金杰出青年基金、重大/重点项目、以及“863”和“973”等十余项国家项目的支持下,历时近20年的长期攻关,形成了系列自主知识产权,共发表SCI收录论文32篇,国际会议特邀报告16篇,申请发明专利15项、授权8项,培养研究生25名。

  主要科技创新如下:

  1. 针对传统折射率耦合DFB激光器/ EA调制器集成光源普遍存在的单模成品率低、工艺复杂度高的问题,首次提出增益耦合DFB激光器/EA调制器单片集成光源,并证明其较折射率耦合DFB激光器/EA调制器集成光源具有单模成品率高、抗端面反射能力强等优点。

  2. 针对传统折射率耦合系数计算方法难以应用于增益耦合DFB激光器的优化设计这一难题,首次提出可应用于任意形状光栅的增益耦合系数计算与优化模型,用于增益耦合DFB激光器的光栅设计,从而设计并制作出调制带宽超过15 GHz、边模抑制比大于50 dB的AlGaInAs DFB激光器,为无制冷集成光源的研制奠定了重要基础。

3. 针对已有单片集成光源方案存在的工艺复杂、成品率低的问题,与法国学者A. Ramdane小组同时独立提出基于同一外延层结构的DFB激光器/EA调制器集成方法,有效地降低了外延次数和工艺复杂度,提高了器件成品率,先后成功研制出2.5 Gb/s和10 Gb/s DFB激光器/EA调制器单片集成光源。

  4. 针对集成光源调制带宽受限于EA调制器电容这一瓶颈问题,研究发展了新的干法深刻蚀和厚绝缘层平面化电极技术,有效降低了结区电容和电极电容,成功研制出调制带宽大于40 GHz的DFB激光器与EA调制器单片集成光源芯片,主要性能指标达到国际上同类结构集成光源芯片的领先水平。

 WTD

  WTD从10年前开始,与清华大学共同承担国家863计划至今,依靠产学研用的联系与互动,相互支撑、协同创新,WTD作为技术创新的主体地位逐步确立,在国内首先实现了通信高端芯片、2.5G DFB的大规模量产。WTD长期在芯片研发上的投入体现了企业作为光通信器件国内龙头的责任感。与此同时,多年对高端芯片的投入为企业自身也带来了更强劲的市场优势。以2012为例,WTD自制DFB产能达到50万/月,预计到2013年,年产能将突破800万。

 目前已有4000多平米的厂房专门生产中国芯,10G 40公里以内的芯片以及PON 系列产品的芯片均可批量生产,并且自制能力正在不断提高,未来40G/100G的发展也会往“中国芯”走。未来,WTD将继续对芯片的研制提供强大的保障,WTD对芯片的关注和倚重是战略性的,公司每年将收入的10%投入到研发和设备中,而芯片的投入占据其中的60%-70%。

  此次获得国家科学技术发明奖的殊荣,是光通信产业做为国家战略性地位的显现,是对WTD长期以来重视核心技术、打造核心技术、精于核心技术的肯定与褒奖。未来,WTD将继续紧握“中国芯”这条企业发展的命脉,勇担国家重任,谨记民族使命,以更前端、更高端的视角服务于市场,引领我国光通信产业向尖端化、国际化发展。

  恒宝通

  深圳市恒宝通光电子股份有限公司成立于1999年5月,是中国光通信用核心光模块领域的先行者和主流光器件制造商。公司注册资本8000万,总资产2亿元,现有员工400多人、厂房面积1万多平方米。

  恒宝通拥有先进的从TO-器件-模块-网络子系统产品的生产线,致力于为客户提供高性价比、系列化的有源光器件、有源光模块、无源光器件、光网络子系统产品,广泛应用于PDH、SDH、EPON、CATV、FTTH和数据通信等光纤传输/接入系统。

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