5G原子鐘的光源選擇

5G時代的來臨代表著更迅速的信息傳輸，更龐大的信息容量，如何保證信息的準確同步，這對于信息的傳輸有決定性的意義。作為目前世界上最精準的計時標準，原子鐘在提高系統時間同步精確度上起到重要的作用。

參考通訊基站對功耗，占地，成本的考慮，半導體激光器由于其體積小，功耗低，成本相對較小等優(yōu)點在原子鐘頻率參考源中脫穎而出。目前能夠用做原子鐘頻率參考源的激光管主要為DFB(Distributed Feedback Laser)和DBR(Distributed Bragg Grating Laser)。這兩種技術的原理類似，都是通過將頻率穩(wěn)定光柵寫入激光芯片結構中，從而實現1. 對中心波長的精確鎖定 2. 小于1MHz 的精細線寬。然而正如名稱不同所示，這兩種技術在結構上有著較大的區(qū)別，在性能上也有不同的表現。

1. 結構不同

   

	DFB	DBR
單管結構示意

 

雖同采用光柵選擇并鎖定頻率，DFB結構光柵分布于整個有源區(qū)內，頻率鎖定機制強大，工序精密復雜。DBR的光柵分布于有源區(qū)兩側，布拉格光柵對激光腔內頻率進行挑選。

結構的不同也導致性能上的差異。從總體上而言，這兩種技術的表現不分伯仲，但如果仔細分析，也可以看出其中的些許差別。

 

2. 性能比較

	DFB 激光	DBR 激光
線寬	典型值 0.6 MHz	典型值0.7 MHz
閾值電流	≤ 70 mA	≤ 70 mA
斜率效率	0.7 W/A (與波長相關)	0.7 W/A (與波長相關)
邊模抑制比	≥ 30 dB 典型值45 dB	≥ 30 dB 典型值45 db
波長調諧電流參數	3  pm/mA	2 pm/mA
輸出能量	40 … 150 mW cw (與波長相關)	10 … 100 mW cw (與波長相關)

 對DFB/DBR激光穩(wěn)定性影響非常大的一個現象是模式跳躍，它是由于光柵與激光增益曲線鎖定模式轉換而產生的暫時性多縱?，F象。由于工藝的不同，DFB和DBR在跳模的特性上有著不同的表現

	DFB 激光	DBR 激光
電流調制中光譜圖
不同溫度下電流調制中模式情況
現象概要	*  無跳模范圍廣 *  電流調制參數高，并保持恒定不變	*  無跳模范圍小 *  跳模時波長藍移：調諧范圍越廣電流調制參數越低

 

通過對材料的挑選可實現對目標波長處跳模現象的排除，從而達到目標波長處的穩(wěn)定精準操作。

 

總部位于柏林，德國eagleyard 作為著名鎵砷基高能半導體研究所FBH的科研成果轉換，在兩種工藝上均有著長期的經驗，經過對兩種工藝的比對，eagleyard 為630-1130nm間主要應用波長提供最優(yōu)的解決方案。其DFB/DBR激光在工業(yè)，科研，以及航天客戶中口碑頗佳，是頻率參考激光二極管的首選。

在原子鐘方向上，eagleyard的激光遍布世界各大研究所實驗室，基于其元件生產出的原子鐘不僅在工業(yè)中得以應用，更是走出地球，隨冷原子實驗衛(wèi)星飛向太空。我們期待著依托這些年來積攢下來的工藝經驗，為5G通訊堅守微秒級的精準。

為順應原子鐘微型化的趨勢，eagleyard特推出TO5封裝，內置Peltier制冷，配備PD的Rb D2線DFB激光，其余波長歡迎咨詢。

番外：

VCSEL 因其成本低耗能低，無疑也成為微型原子鐘光源的一種可能，但由于精度不夠（線寬在100MHz左右），單管能量偏低（0.3mW），其性能自然不能與DFB/DBR激光相提并論。

 

在中國區(qū)市場，憑借同中國區(qū)代理富泰科技（Photonteck Company Limited）的通力合作， 這些高性能的產品也已經在國內相關項目上獲得小批量應用， 為國內客戶提供有力的核心支撐。

 

關于富泰科技 
       富泰科技（香港）有限公司正式成立于2005年，專注于先進光電技術應用，為光通信、工業(yè)與科研用戶提供專業(yè)的物料選型、核心器件供應以及系統方案支持。我們的客戶群體涵括通信行業(yè)系統集成商及國內外光通信器件、模塊制造商、光電領域高校、重點實驗室等。如今，我們服務的市場覆蓋光纖通信、傳感、精密光譜、量子信息處理和半導體制造等領域。 

 

公司網址：www.photonteck.com

公司郵箱：info@photonteck.com

聯系電話：027-87770930