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DFB半导体激光器的主要波长和应用

目前DFB半导体激光器的波长范围已经覆盖了640nm至14000nm。常见的波长包括1064nm、1310nm和1550nm。1064nm器件通常用作光纤激光器中的种子源，而1310/1550nm器件用于许多电信应用中。DFB用于许多光谱传感应用和原子物理应用。DFB的特定波长是根据其在给定应用中的优点而选择的。例如，可以选择1278nm DFB用于氟化l氢检测，因为HF在该特定波长下表现出强烈的吸收。

近年来，随着5G的规模部署带动流量快速增长，推动带宽快速提升。同时，疫情的暴发促进数据中心、光纤到户的需求大涨，为光通信产业带来可观的需求，光模块、波分器件、分路器、连接器的市场需求都持续增长，固网、接入网也迎来了新的建设周期。

光模块是光通信设备的重要组成部分，而光通信器件是光模块的主要构成部件，其性能主导着光通信网络的升级换代，而激光器则是光模块内部的电光转换器件。

半导体激光器具有体积小、重量轻、电光转换、性能稳定、l可靠性高和寿命长等优点，随着半导体激光器技术的快速发展和突破，半导体激光器产品质量、波长范围和输出功率正在迅速提高，产品种类日益丰富，应用范围覆盖了整个光电子学领域，已成为当今光电子科学的技术，属于光电行业中具发展前途的领域之一。半导体激光器可分为垂直腔面发射激光器（VCSEL）、法布里-珀罗激光器（FP）、分布式反馈激光器（DFB）、电吸收调制激光器（EML）等。不同类型的激光器在性能和成本等方面存在差异，光模块可根据具体规格要求选择不同的芯片方案。

在半导体激光器家族中，DFB激光器因其优异的光谱特性与调制特性，已经成为通信系统中为重要、使用为广泛的光源之一。DFB激光器的概念和理论早由美国贝尔实验室的H.Kogelnik和C.V.Shank于1971—1972年间提出，早的半导体DFB激光器出现在1973年。经过近50年的发展，DFB激光器已被广泛应用于光通信、传感、测绘等领域。

一般情况下，半导体激光器的发光波长随温度变化为0．2-0．3nm／℃，光谱宽度随之增加，影响颜色鲜艳度。另外，当正向电流流经pn结，发热性损耗使结区产生温升，在室温附近，温度每升高1℃，半导体激光器的发光强度会相应地减少1％左右，封装散热；时保持色纯度与发光强度非常重要，以往多采用减少其驱动电流的办法，降低结温，多数半导体激光器的驱动电流限制在20mA左右。但是，半导体激光器的光输出会随电流的增大而增加，目前，很多功率型半导体激光器的驱动电流可以达到70mA、100mA，需要改进封装结构，全新的半导体激光器封装设计理念和低热阻封装结构及技术，改善热特性。例如，采用大面积芯片倒装结构，选用导热性能好的银胶，增大金属支架的表面积，焊料凸点的硅载体直接装在热沉方法。此外，在应用设计中，PCB线路板等的热设计、导热性能也十分重要。