半導(dǎo)體光放大器SOA的電光轉(zhuǎn)化效率

什么是電光轉(zhuǎn)換效率

電光轉(zhuǎn)換效率是衡量半導(dǎo)體激光器和半導(dǎo)體光放大器SOA芯片性能的一個(gè)重要指標(biāo)，簡(jiǎn)單概括講就是指將電能轉(zhuǎn)換為光能的能量轉(zhuǎn)換效率。

η=P光/P電=(Pout-Pin)/IF*VF

Pout：輸出光功率(注意：對(duì)半導(dǎo)體光放大器SOA來說，如果ASE噪聲光功率不大，就取總輸出光功率，如果ASE噪聲大，取激光輸出光功率)

Pin：輸入光功率

IF：前向電流

VF：前向電壓

電光轉(zhuǎn)換效率通常用百分比來代表。例如，一個(gè)光器件的電光轉(zhuǎn)換效率為20%，代表該光芯片20%的電能轉(zhuǎn)換成了光能，剩余的80%將以其它形式損失掉，如熱能等。

半導(dǎo)體光放大器SOA的電光轉(zhuǎn)換效率與很多因素有關(guān)，包括材料選擇、波導(dǎo)結(jié)構(gòu)、溫度、電流等。

電光轉(zhuǎn)化效率的重要性

較高的電光轉(zhuǎn)換效率意味較低的驅(qū)動(dòng)電流可產(chǎn)生較大的輸出光功率，并有較小的能量損耗，從而產(chǎn)生較少的熱量，進(jìn)一步的可以降低器件的散熱成本，進(jìn)一步的還可提高光芯片的可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

因此，哪怕微小的電光轉(zhuǎn)換效率的提升，對(duì)芯片的整體性能提升都非常有意義。不少企業(yè)往往片面追求個(gè)別光學(xué)指標(biāo)的領(lǐng)先，卻忽視了電光轉(zhuǎn)換效率這個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，導(dǎo)致產(chǎn)品無法產(chǎn)品化，或競(jìng)爭(zhēng)力不足。

車載激光雷達(dá)和光子集成的新應(yīng)用需求

近年來隨著一些新的應(yīng)用新的需求出現(xiàn)，對(duì)芯片的功耗、工作環(huán)境溫度、長(zhǎng)期可靠性穩(wěn)定性均提出了較高的需求，如車載激光雷達(dá)、高速光通信光子集成等場(chǎng)景。

車載激光雷達(dá)，其要求工作在惡劣的環(huán)境下，需要寬溫度工作范圍、低功耗、高集成度。如果只追求高輸出光功率，忽視了寬溫工作、低能耗，這些關(guān)鍵需求，最終導(dǎo)致無法產(chǎn)品無法商用，而寬溫工作、低能耗需求的關(guān)鍵就是提高光芯片的電光轉(zhuǎn)換效率。

光子集成，隨著通信速率的越來越高，其光功率余量越來越小，需要在高速光模塊或硅光集成組件中集成SOA半導(dǎo)體光放大器，用于提升光功率擴(kuò)展傳輸距離，這些需要滿足高速光模塊的高集成度、低功耗的需求。

審核編輯 黃宇