1 中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
由于半导体量子点具有很强的三维量子限制效应,量子点(QD)激光器展现出低阈值电流、高调制速率、高温度稳定、低线宽增强因子和高抗反射等优异性能,有望在未来高速光通信及高速光互连等领域有重要的应用。同时,量子点结构具有对位错不敏感的特性,使得量子点激光器成为实现硅光集成所迫切需求的高效光源强有力候选者。先简要综述1.3 μm半导体量子点激光器的研究进展,再着重介绍GaAs基量子点激光器在阈值电流密度、温度稳定性、调制速率和抗反射特性等方面展示出的优异特性,最后对在切斜Si衬底和Si(001)衬底上直接外延生长的量子点激光器进行介绍。
激光器 半导体激光器 量子点 硅基 阈值电流
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Semiconductor Materials Science, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
We report 25 Gb/s high-speed directly modulated ground-state operation of 1.3 μm InAs/GaAs quantum dot (QD) lasers grown by molecular beam epitaxy. The active region of the lasers consists of eight layers of p-doped InAs QDs with high uniformity and density. Ridge-waveguide lasers with a 3-μm-wide and 300-μm-long cavity show a low threshold current of 14.4 mA at 20°C and high temperature stability with a high characteristic temperature of 1208 K between 20°C and 70°C. Dynamic response measurements demonstrate that the laser has a 3 dB bandwidth of 7.7 GHz at 20°C and clearly opened eye diagrams even at high temperatures up to 75°C under a 25 Gb/s direct modulation rate.
semiconductor lasers quantum dot molecular beam epitaxy direct modulation Chinese Optics Letters
2020, 18(7): 071401
内蒙古大学物理科学与技术学院, 内蒙古 呼和浩特 010021
依据拉曼效应下光子晶体光纤所满足的非线性相干耦合薛定谔方程，在两偏振方向输入不同频率激光脉冲时，导出了增益的表达式。通过数值模拟，其结果表明与不考虑拉曼效应时相比，增益谱的对称性遭到破坏。当两偏振模同处于正常色散区和反常色散区时高阶色散的增加会造成增益谱展宽，峰值降低。而当两偏振模处于不同的色散区时，高阶色散的影响并不明显。同时模拟结果表明两偏振模的色散系数主要对斯托克斯部分和反斯托克斯部分的增益谱产生影响。
光纤光学 不同频率区域 拉曼效应 增益谱 光学学报
2013, 33(12): 1219001
内蒙古大学物理科学与技术学院, 内蒙古 呼和浩特 010021
利用光脉冲在非线性光纤中传播时所满足的波动方程，导出了在拉曼效应和参量放大共同作用下，激光脉冲在低双折射光纤中传输时所满足的耦合模方程。给出了沿光纤的快轴输入线偏振光抽运时，在拉曼效应和参量放大共同作用下的增益。结果表明，拉曼效应可导致参量放大下的斯托克斯波与反斯托克斯波的增益谱由对称变为不对称。输入不同的功率或传输常数差，增益谱的峰值和位置均会随之发生变化。
光纤光学 低双折射光纤 拉曼效应 增益 斯托克斯波
