新型激光器为增益芯片上光学和电子元件的集成开辟了道路，这一突破有望显著提高计算速度和数据传输速率。光通信、光谱方法和频率计量都得益于谱线宽度较小的可调谐激光器。
增益芯片是用于外腔激光二极管的半导体光学器件，用作光增益介质。它可用作带波长选择滤波器的可调谐光源 (TLS)。鉴于该技术的特性，半导体激光源是理想的选择，因为它在尺寸、重量、功率以及成本和生产规模方面都具有优势。
这篇博文涵盖了增益芯片的所有重要方面。现在就开始吧！
Gain Chip是什么？
增益芯片是可调谐二极管激光器或高稳定性外腔二极管激光器研发中的关键部件。它与频率选择滤波器（例如衍射光栅）配合使用，可作为可调谐光源，从而改变振荡波长。
增益芯片类似于激光二极管芯片，但不同之处在于其单面或双面均覆有厚的抗反射涂层，从而显著减少或消除了自激。衍射光栅将所需波长的光沿入射光束反射回来，并且可以旋转光栅来扫描波长。输出激光束通常是零级衍射光束。
增益芯片的类型
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单侧光纤接入
单侧增益芯片上的光学接入非常适合用于输出功率与外腔分离的系统。它包含在TO-CAN封装中。
A类：
典型的增益芯片具有延伸至刻面的直条纹，具有高反射率 (HR) 和大面积增透膜 (AR)。该设计是最具成本效益的外腔二极管激光器，配备高数值孔径 (NA) 非球面透镜，可为外腔和背板提供出色的耦合。此外，与其他类型的增益芯片相比，此类增益芯片的增益光谱纹波消除效果相对较低。
B型：
B型增益芯片的特点是其弯曲条纹，正侧面为高反射率，斜侧面则镀有厚的增透膜。它具有极低的反射率，能够抑制自激激光，并最大限度地减少可能导致输出光束畸变的增益纹波。然而，这种设计使准直变得困难，并对背耦合效率产生负面影响。
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双面光纤接入
两侧的光学接入增益芯片可用于光学放大方案或允许从增益芯片直接耦合功率输出的技术。
C型：
这种增益芯片具有弯曲条纹和深层增透膜，而法向侧有少量反射。该设计可根据系统设置和所需输出功率提供高输出功率和良好的输出光束。波长选择反馈必须位于倾斜侧，而输出功率必须位于法向侧。
D型：
D型增益芯片两侧均有倾斜条纹，AR值较深，常用于复杂的光学系统，以满足高可靠性要求。ISO认证表明其生产基于严格的设计、制造和测试，且所有测试结果均支持这些要求。
增益芯片的应用
增益芯片用作外腔 (EC) 可调谐激光器配置中的激光器，由于其有源区设计、腔长和基本性能特性，可提供各种波长的宽调谐激光器。它广泛用于电信领域作为可调谐光源 (TLS)，可使用衍射光栅改变振荡波长。
让我们简要地看一下增益芯片的一些最迷人的应用。
A. 作为外腔型TLS
在外腔激光二极管中，增益介质是半导体元件外部的谐振镜。为了调节振荡频率，可以使用衍射光栅。
B. 作为硅光子可调谐光源
在速度达到100Gbps的通信网络中，采用了具有超高速数字信号处理的相干光纤通信。这强调了硅光子技术，该技术采用包含光波导、光调制器和波长滤波器的硅芯片。硅光子学中的增益介质是反射式SOA (RSOA) 增益芯片。
此外，在选择增益芯片时，请务必注意以下标准：
- 增益和功率
- 调谐范围
- 可制造性
- 反射率和设计
在选择完美的增益芯片时，所有这些因素都至关重要。请务必注意每一个因素。
功能和性能
增益芯片旨在在较宽的波长范围内提供强大的光学增益。在外腔激光系统中，增益芯片是激光器的主要增益源。它有芯片或基座两种形式，标准后端面上镀有高反射率 (HR) 涂层，倾斜前端面上镀有低反射率减反射 (AR) 涂层，以优化性能并最大限度地减少不必要的反射。
让我们来看看增益芯片的一些主要特性：
- 光纤具有出色的光束发散度
- HR/AR 刻面采用光学镀膜
- 高输出功率和宽带宽
- 量子阱中的活性层结构
- 可在硅光子学应用中定制
正如本篇博文所述，增益芯片是激光器中的一个重要组件。我们已涵盖了您需要了解的有关它的所有信息，包括其组件、特性及其应用。如需了解其高级技术细节，请访问我们的产品页面。
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