春节后，排一个激光器的专题。

先说波长。现在的光模块对波长有要求。

多模会用到850nm，也逐渐提出了880nm、910nm、940nm，还有1060nm的各种波长。这些波长的提出兼顾了光纤介质对损耗与色散的考虑，也兼顾了多模激光器的材料与性能的限制。

比如说，VCSEL波长越长越难设计，但带宽会增大，衬底会透明，传输性能会提高。

AI场景提出的μLED，会基于材料的特性，提出更短的波长，400-600nm之间的波长设计。

VCSEL用GaAs材料，在此基础上的GaAs材料设计GaAs量子点激光器，可以将波长设计到更长的1310nm的O波段。

VCSEL是面发射激光器，在此基础上的PCSEL面发射激光器，可以采用InP系材料，将波长设计到1310nm或1550nm。

InP体系的DFB、EML等激光器，用于以太网的O波段，用于相干通信的C波段、L波段，是非常常见的。

再说模式。模式分为横模与纵模。

横模的需求，产业希望横模模式越少越好，最好是单模。

VCSEL传统形态是多横模，现在产业积极研究少模VCSEL以及单模VCSEL 。同样的100G VCSEL激光器，同样的OM4光纤的前提下，采用传统多模VCSEL可以传70-100米，而新型单模VCSEL则可以传200-500米。

如果是100G VCSEL在单模G.652光纤传输的话，则新型单模VCSEL可以传500-2000米，只是VCSEL需要设计更长的波长，回到波长那个议题了。

纵模的要求，就是谱宽或者是线宽的指标。希望是谱宽越小越好，线宽越小越好。

VCSEL的传统方案谱宽好几个纳米，现在的技术研究谱宽低于1纳米。

CW DFB激光器的线宽在MHz左右，配合CPO的硅光集成芯片或者相干下沉应用。

传统相干模块，则希望激光器的线宽越窄越好，就有了500kHz，300kHz，100kHz，20-50kHz的要求，就有了波长锁定的要求。 产业有各种各样的超窄线宽激光器的设计，也有了锁波结构的优化设计等等。

说了波长，模式，再来高速特性。

激光器的高速特性，产业最关注的是VCSEL和EML，激光器之外的高速特性，还有调制器和探测器。调制器的高速硅光和薄膜铌酸锂，放在3月底的硅光专题去了。

高速VCSEL主要关注结电容与光阑孔径的矛盾性。缩小光孔，可靠性风险增大，热密度增大，但可以提高带宽。就有了各种优化设计。包括用光刻工艺替代传统热氧化工艺，来解决光孔尺寸的小型化要求。

高速EML，收窄波导宽度，降低吸收区长度，都可以提高带宽，但会带来消光比的劣化。

200G EML，产业正在从单端驱动向差分驱动过渡，差分驱动需要对现有的EML做改进，或将EAM与DFB的共同电极做进一步隔离，形成独立电极，或采用辅助无源阻容来缓解差分失配导致的带宽受限。

高速EML需要考虑大功率发光区以及高速电吸收区的电场设计和电隔离，需要考虑光学吸收区与发光区的光隔离，需要考虑高速信号需要的大功率，需要考虑高速调制的发散角增大导致的耦合效率降低，需要高了高速信号对噪声的容忍度要求变得苛刻，需要对端面镀膜引起的反射做进一步的优化。

这就有了高速EML的抗反射设计的改善，有了高速EML的发散角设计改善...，等。

在说CW的大功率光源。

对于CPO、NPO的光引擎，一部分厂家选择外置光源，就有了大功率激光器芯片要求，近十年，CW激光器的功率从25mW，一路提升，50mW、75mW、100mW、150mW、200mW.... 400+mW，设计难度越来越高。

CW的激光器首先要保持模式，就很难像激光雷达那种不要求模式控制的场景可以把激光器功率做的非常非常大。

在光通信场景，需要保持CW的模式单一，就不能出现特别的大的光斑，那么提高功率就会引起发光区域的PN结温过高，产生可靠性风险，以及光饱和。

所以大功率CW激光器的设计，在维持波长/模式性能与可靠性允许的前提下，小心翼翼的略微扩大一点光场尺寸提高饱和功率，比如下拉光场层的设计，比如局部光栅的设计，比如纺锤形波导结构，比如锥形放大结构等等。

CW 激光器对RIN的要求也变高了，就有了波导前端面的约束型结构，喇叭型结构，以及非约束型结构等等。

再聊几句多波长激光器。

这是用来配合CPO未来发展趋势的新型激光器的探索，可以是阵列式，可以是饱和吸收时间周期式，可以是非线性效应设计的光频梳..., 各有设计难点。

可调谐激光器，有集成式的DBR类型，有微环类型，有阵列相控类型，也有ECL外腔式，以及混合集成的ECL外腔式。

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春节后见，做个激光器专题。