正在AI算力需求的强劲胀舞下，高速光模块墟市不停迭代，主流产物仍然渐渐从400G切换到800G/1.6T，Lightcounting的最新预测显示26年将迎来800G光模块需求的发生式拉长。正在AI光互联中，针对100m以上的互联场景往往以单模处置计划为主，底层光芯片处置计划紧要分为两类：古代的EML计划、新兴的硅光计划(SiPh)。此中EML计划依赖其优越的传输特色紧要用于FR等合波场景，正在2km传输场景更具性价比；硅光计划以其自然的易集成上风，众用于DR等众途并行场景，传输间隔以500m操纵居众。

　　受限于硅原料自身特色的范围，目前硅光计划还需求通过外置光源耦合的体例为硅基芯片供应不断安谧的光输入，这对外置光源激光器提出了更高央浼：安谧的单模输出、优异的高温机能、高牢靠性。而今硅光外置光源寻常是采用作事正在O波段的不断波(CW)分散反应式半导体激光器(DFB)芯片。行动主题发光元件，CW DFB光源本领门途的采取直接影响着光模块的机能、牢靠性与本钱机闭，如原料系统（InGaAsP /InGaAlAs）、波导机闭（BH/RWG）及集成计划，从根底上决断了光模块的机能上限、牢靠性再现与本钱组成。下文将体系理解其枢纽影响要素与本领进展旅途。

　　正在CW DFB光源芯片中，为了实行安谧的单横模输出，必需引入有用的横向光场和载流子范围机闭。目前，掩埋型异质结（BH）和脊型波导（RWG）是业内两种主流的波导机闭安排，分歧安排也决断了相应的激光器的机能、创筑工艺和合用场景。以下列外比拟证实两种计划的优瑕疵：

　　通过两次或众次外延发展实行。正在第一次外延发展有源区后，通过光刻和刻蚀工艺变成条形台面机闭，随后实行第二次外延，用电流波折层（如反偏PN结）将有源区台面正在横向实行“掩埋”。

　　通过正在有源区上方刻蚀出一个脊状机闭，欺骗脊两侧与气氛（或低折射率介质）变成的有用折射率差来实行对光场的范围。

　　工艺流程极为纷乱，越发是二次外延的再发展界面质料难以担任，容易引入缺陷，对芯片的持久牢靠性组成潜正在危险。

　　创筑工艺简陋，仅需一次外延发展和规范的半导体刻蚀工艺，避免了纷乱的再发展经过及其带来的界面题目。

　　较强的载流子范围材干，较低的阈值电流。远场发散角根基保留为圆形，和硅光光口光斑般配度较高

　　除了波导机闭安排，有源区原料系统的采取对激光器机能，越发是高温机能，起着决断性用意。目前，有两种主流有源区原料：InGaAlAs (铝镓铟砷)和InGaAsP (铟镓砷磷)，下外比拟了两种原料系统的优瑕疵：

　　与InP般配的InGaAlAs原料具有更大的导带带阶（ΔEc/ΔEg ≈ 0.7）。这能更有用地范围电子，明显压迫高温下的载流子揭发，从而实行优异的高温机能、更低的阈值电流和更高的特色温度（T ）。

　　该原料系统的导带带阶（Conduction Band Offset, ΔEc）相对较小。正在高温作事要求下，电子更容易越过异质结势垒，发作主要的载流子揭发，导致阈值电流明显升高，特色温度（T ）较低，斜率功效低落。

　　铝元素化学性子活跃，正在气氛中极易氧化，为外延发展和后续工艺（特殊是掩埋再发展）带来了宏伟寻事。

　　归纳探讨以上两种波导安排和原料系统，目前主流的芯片安排计划紧要包括如下三种：

　　机能优越，正在BH的二次外延经过中，含铝的有源区界面一朝映现正在腔室处境中，极易变成一层致密的氧化物，导致再发展界面映现大方缺陷，很难实行范围量产，特殊是般配硅光的高电流和高光功率的作事场景，牢靠性题目短期难以取胜。

　　机能平衡，RWG机闭的一次性外延工艺规避了含铝原料的再发展题目，使得InGaAlAs原料系统的优异高温机能得以充塞阐述，实行优越的高温出光机能，填补了椭圆光斑带来的耦合损耗。

　　DFB激光器的样板失效形式紧要分为腔内失效和端面失效两大类，分歧本领计划的牢靠性危险点各不相像. 下图罗列了半导体激光器芯片的样板失效形式。

　　失效机理：纷乱的掩埋发展和刻蚀工艺正在腔内引入的界面态、晶格缺陷等，也许成为非辐射复合核心，导致器件机能渐进性退化

　　处置计划：通过分外的端面解决开发与工艺，如原位钝化本领，正在超高真空处境下完毕端面干净与介质膜重积，明显加强端面强壮性

　　施行阐明，通过优化端面工艺，RWG+InGaAlAs计划可实行极高的牢靠性等第。

　　RWG + InGaAlAs计划归纳机能优异，工艺纷乱度低，具备优越的可创筑性，上风异常明显，然而还是存正在一个本领寻事：激光器出光端面（Facet）的铝正在解离后存正在氧化的也许性，激发渐变性功率衰减乃至灾变性光学毁伤（COD），持久牢靠性仍是亟待攻下的主题难点。

　　长光华芯正在高功率半导体激光芯片方面有十余年研发和产物化体验，高功率系列产物均基于脊型波导机闭安排，为领悟决高功率激光器芯片含铝端面氧化题目，长光华芯告成开拓了超高真空解离+原位端面钝化本领，确保了端面正在最明净的形态下被完善“封存”， 从根底上处置端面氧化题目。采用该本领计划，长光华芯高功率半导体激光芯片累计发货量达亿颗级别，经历墟市持久验证，工艺成熟性与产物安谧性取得墟市普及认同。

　　基于高功率半导体激光芯片范围十余年的本领积蓄，长光华芯沿用成熟的RWG安排和端面钝化工艺开拓了硅光光源芯片，处置了持久牢靠性困难，现已告成推出宽温 70mW/100mW/200mW等 CW DFB光源产物，不断为高速硅光模块供应高机能光源处置计划！