成果简介

半导体激光器是产生高速光信号的核心元器件，须具备高速率、大功率、低阈值电流、大边模抑制比等特性。在互联网（如长距离干线通信、光纤到户）、物联网、无线通信（基站之间的数据传输）以及消费电子产品（如人脸识别）等领域，都大量需要以半导体激光器为代表的光电子芯片。目前国内仅有低端半导体激光器芯片可部分实现量产，高端半导体激光器芯片基本处于空白状态，主要依赖美国和日本等国外企业提供，且国内厂商主要提供低速（≤10Gb/s）光芯片，高速光芯片仍处于研发阶段，随时受到国外产品的技术封锁和禁运威胁。

本成果设计软件可用于分布反馈（DFB）半导体激光器的核心参数耦合系数优化设计。可完成增益耦合及折射率耦合分布反馈半导体激光器的耦合系数及横向光场分布的计算，并确定半导体激光器的等效折射率、有源区光限制因子，以及对应的光栅周期、厚度、占空比、吸收系数等参数，从而完成DFB半导体激光器的结构优化设计。

本设计软件充分考虑了半导体激光器的内在物理机理，对多个结构参数的优化设计同步进行，具有良好的人机交互界面，参数输入、存储和数据导出方便，结果可以绘图或列表显示。目前的竞争对手主要是国际光电子芯片大厂例如Finisar、Lumentum、住友电工、Broadcom等公司，这些公司多年从事设计和制造高速半导体激光器芯片，占据全球高端半导体激光器芯片市场。根据目前的公开信息，这些公司均采用自主研发的设计软件，国内厂商尚缺乏此类软件。本成果是一个专用设计软件，其特点在于功能较为集中，完全针对DFB半导体激光器设计这一领域而开发，且中文界面简洁直观，软件运行所消耗的系统资源较少，具有实用性强、简单的优势。

应用前景

本成果可以应用于DFB半导体激光器的核心参数耦合系数优化设计。制作半导体激光器芯片的主要步骤包括芯片设计、材料外延、芯片工艺，然后在核心芯片基础上，通过微波电路耦合、光纤耦合、高速驱动电路等组成光模块。其中芯片结构的核心参数耦合系数优化设计是以上整个环节的起点，对芯片性能起着重要作用。新一代信息技术的迅猛发展，为半导体激光器芯片产业创造了前所未有的市场机遇，产业规模有望持续扩大。以5G通信为例，其特点在于中心站和基站之间的带宽会迅速增长到25Gbps，且单个基站所需的光模块数相比3G/4G有明显提升（是3G的12倍，4G的4倍）。在高端光芯片国产化提速的大背景下，未来国内厂商对器件设计、定制产品、技术服务及技术咨询有着旺盛的需求，市场规模巨大。

知识产权

已申请软件著作权1项。

团队介绍

本团队在高端半导体激光器芯片领域深耕近三十年，积累了大量的设计、研发经验。近年来承担国家973课题、国家重点研发计划以及国家自然科学基金等项目。主要负责人为罗毅教授、博士生导师，美国光学学会会士，在本领域发表论文100余篇，申请发明专利10余项，相关成果获得国家技术发明二等奖。

合作方式

投融资。

如若转载，请注明e科网。

如果你有好文章想发表or科研成果想展示推广，可以联系我们或免费注册拥有自己的主页