半导体光放大器SOA的电光转化效率

什么是电光转换效率

电光转换效率是衡量半导体激光器和半导体光放大器SOA芯片性能的一个重要指标，简单概括讲就是指将电能转换为光能的能量转换效率。

η=P光/P电=(Pout-Pin)/IF*VF

Pout：输出光功率(注意：对半导体光放大器SOA来说，如果ASE噪声光功率不大，就取总输出光功率，如果ASE噪声大，取激光输出光功率)

Pin：输入光功率

IF：前向电流

VF：前向电压

电光转换效率通常用百分比来代表。例如，一个光器件的电光转换效率为20%，代表该光芯片20%的电能转换成了光能，剩余的80%将以其它形式损失掉，如热能等。

半导体光放大器SOA的电光转换效率与很多因素有关，包括材料选择、波导结构、温度、电流等。

电光转化效率的重要性

较高的电光转换效率意味较低的驱动电流可产生较大的输出光功率，并有较小的能量损耗，从而产生较少的热量，进一步的可以降低器件的散热成本，进一步的还可提高光芯片的可靠性和长期稳定性。

因此，哪怕微小的电光转换效率的提升，对芯片的整体性能提升都非常有意义。不少企业往往片面追求个别光学指标的领先，却忽视了电光转换效率这个关键指标，导致产品无法产品化，或竞争力不足。

车载激光雷达和光子集成的新应用需求

近年来随着一些新的应用新的需求出现，对芯片的功耗、工作环境温度、长期可靠性稳定性均提出了较高的需求，如车载激光雷达、高速光通信光子集成等场景。

车载激光雷达，其要求工作在恶劣的环境下，需要宽温度工作范围、低功耗、高集成度。如果只追求高输出光功率，忽视了宽温工作、低能耗，这些关键需求，最终导致无法产品无法商用，而宽温工作、低能耗需求的关键就是提高光芯片的电光转换效率。

光子集成，随着通信速率的越来越高，其光功率余量越来越小，需要在高速光模块或硅光集成组件中集成SOA半导体光放大器，用于提升光功率扩展传输距离，这些需要满足高速光模块的高集成度、低功耗的需求。

审核编辑 黄宇