磷化铟激光器是以磷化铟基半导体材料为有源区的半导体激光器,主要覆盖1.0–2.0μm波段,尤其在1310nm和1550 nm这两个光纤通信低损耗窗口具有天然优势。其核心特征包括高调制带宽、窄线宽、优异的温度稳定性以及与单模光纤的高耦合效率。凭借这些性能,磷化铟激光器广泛应用于高速数据中心互联(如400G/800G光模块)、5G网络、相干光通信、激光雷达、气体传感以及生物医学成像等领域,是当前中长距光传输系统不可替代的关键光源。
磷化铟激光器主流结构包括分布反馈式(DFB)、电吸收调制激光器(EML)和外腔可调谐激光器。近年来,基于磷化铟的异质集成光子平台取得突破:通过将磷化铟增益芯片与硅光或氮化硅波导键合,实现“光源+调制+探测”单片集成,显著提升系统紧凑性与能效比。2024年,比利时IMEC与法国III-V Lab联合开发出带宽超60 GHz的磷化铟DFB激光器,支持1.6 Tbps单通道传输;中国武汉光电国家研究中心则实现了波长可调范围达40 nm、调谐速度<10 μs的磷化铟基可调激光器,满足灵活光网络需求。
随着人工智能算力爆发和全球数据流量激增,对高速光互连的需求呈指数级增长。根据新思界产业研究中心发布的
《 2026-2030年全球及中国磷化铟激光器行业研究及十五五规划分析报告》显示,磷化铟激光器作为800G及以上光模块核心发射器件占据主导地位。同时,自动驾驶推动1550 nm波段人眼安全型LiDAR普及,该波段恰好是磷化铟材料的优势区间;工业碳排放监测、智慧城市环境感知等新兴场景也拉动中红外磷化铟激光器需求。
海外龙头如Lumentum(美国)、II-VI(现Coherent,美)、住友电工(日本)、MACOM(美)及Vertilas(德)长期垄断高端EML与可调谐激光器市场,掌握MOCVD外延、晶圆级测试和可靠性验证等核心工艺。中国厂商近年快速追赶:华为海思、源杰科技、光迅科技、敏芯微电子等已量产25G/50G DFB芯片,并在2024年推出首款国产100G EML样品;但高端外延片仍依赖IQE(英国)或Sumitomo代工,且在良率与长期可靠性方面与国际水平存在差距。
新思界
行业分析人士表示,随着量子通信、光子AI计算等新范式兴起,具备窄线宽、低噪声特性的磷化铟激光器有望拓展至量子光源、光神经网络等前沿领域,从通信引擎升级为信息时代的基础光子元件,到2030年全球磷化铟激光器市场规模将突破250亿元,年复合增长率约10%。
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