该研讨提出并试验验证了一种根据高阶外表光栅和周期性电流注入的8通道复耦合分布式反应(DFB)半导体激光器阵列，无需外延再成长或纳米级光刻工艺，就可以完成窄线宽、高功率、波长可扩展的多波长激光输出，为近红外集成多组分气体传感供给了低本钱、高功能的光源解决计划，在环境监督测定、集成光子学等范畴具有极端严重使用价值。
在多组分痕量气体吸收光谱检测中，激光光源需一起满意窄线宽、高输出功率、多波长可调等要求。传统多波长DFB激光器阵列常依靠埋葬式布拉格光栅结构，存在工艺杂乱、制作本钱高、波长一致性难操控等问题，约束了其在高精度多组分集成气体检测体系中的使用。为此，研讨团队提出了“高阶外表光栅+周期性电流注入”的复耦合机制，经过脊波导外表的高阶光栅完成有用折射率调制，选用分段式P型电极与SiO2绝缘沟槽完成周期性增益调制，二者协同效果构成复耦合反应，既提升了形式选择性，又简化了制备流程。
立异结构设计：无需外延再成长和纳米级光刻，经过高阶外表光栅与周期性电流注入的复合结构，完成折射率调制与增益调制的协同效果，构建安稳的复耦合DFB机制。
空穴浓度(a)–(f)随刻蚀深度(400–900 nm)改变的曲线及其相应拟合函数。
杰出功能体现：8通道激光器阵列在25℃接连波作业下，发射波长掩盖1508–1583 nm，各通道均完成安稳单模输出，边模按捺比(SMSR)超45 dB，阈值电流约100 mA;驱动电流700 mA时，单通道最大输出功率达175 mW，线 MHz，兼具高功率与窄线宽优势。经过电流和温度调谐，每个通道可完成4–5 nm的接连波长调理，以1550 nm通道为例，电流调谐系数为0.007 nm/mA，温度调谐系数为0.12 nm/℃，满意多种气体吸收线的匹配需求。
(a) 八通道分布式反应(DFB)激光器阵列在 25℃接连波(CW)作业形式下的电压-电流(V-I)特性与光功率-电流(P-I)特性。(b) 各通道斜率功率随中心波长的改变联系。
(a) 八通道激光器阵列的中心波长;(b) 八通道激光器阵列的离散发射光谱。
(a) 八通道 DFB 激光器阵列的波长随注入电流的改变联系;(b) 八通道 DFB 激光器阵列的波长随温度的改变联系。
在乙炔(C₂H₂)检测中，根据强度调制光谱技能，针对1520.1nm吸收线s，展现出快速检测才能;
在二氧化碳(CO₂)检测中，选用腔增强吸收光谱(CEAS)装备，针对1577.4nm吸收线s快速检测形式下检测限为134.9ppm，统筹了检测灵敏度与响应速度。
该激光器阵列经过简化工艺降低了制作本钱，一起以宽波长掩盖、高功率、窄线宽的归纳功能，为多组分气体传感供给了一体化光源解决计划。未来团队将进一步推进器材的片上集成，优化通道扩展与热办理计划，助力紧凑型光谱传感模块的开发，推进其在环境监督测定、工业进程操控等范畴的规模化使用。
