DFB激光器

制造工艺DFB芯片的制作工艺非常复杂，体现了半导体产品在生产制造上的最复杂程度，下表是DFB激光器的主要生产工艺流程（从材料生长到封装的整个过程）：

DFB芯片结构设计DFB芯片大小：如下图，芯片大小可以在成人大拇指上形象地看出来。

DFB芯片设计：芯片分为P极和N极，当注入p-n结的电流较低时，只有自发辐射产生，随电流值的增大增益也增大，达阈值电流时，p-n结产生激光。其注入电流方向和激光发射示意图如下：

一、光纤通讯

通讯是DFB的主要应用，如1310nm，1550nm DFB激光器的应用，这里主要介绍非通讯波段DFB激光器的应用。

二、可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）

a) 过程控制 (HCl, O2…)

b) 火灾预警 (CO/CO2 ratio)

c) 成分检测 (moisture in natural gas)

d) 医疗应用 (blood sugar, breath gas, helicobacter)

e) 大气测量 (isotope composition of H2O, O2, CO)

f) 泄漏检查 (Methane)

g) 安全 (H2S, HF)

h) 环境测量 (Ozone, Methane)

i) 科研 (Mars and space missions)

j) …

三、原子光谱学应用

k)原子钟(GALILEO, chip scale atomic clock)

l)磁力计(SERF)

m) ...

四、新兴市场

a)精密测量(Ellipsometry, 3D vision)

b)夜视仪

c) 同位素监测 (distinction of 235UHF / 238UHF)

d) …

下表是DFB一些主要波长在激光气体分析、原子钟应用、Nd：YAG激光器种子源等领域上的应用：

下图是Harvard所研究的Hitran数据库在750-3500nm之间的光谱吸收图，可以作为大部分气体分析的数据参考：

1．用于发电站· 严格监控各气体的成分比率：H2O, O2, CO, CO2, NH3, NO2等；

· 实现更快更有效的燃烧；

· 减少污染物的排放，减小能耗。

2．用于过程控制

· 监测HCl 的浓度，优化PVC材料的生产；

· 监测燃烧室中 O2, CO, CO2的浓度，控制钢铁的熔炼过程。

3．用于管道检测

天然气管道成分、泄漏检测。

4．用于太空研究

比如用于NASA实验室，俄罗斯航天局等。