1 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室，吉林 长春 130022
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室，吉林 长春 130033
3 吉光半导体科技有限公司，吉林 长春 130033
850 nm的垂直腔面发射激光器（VCSEL）是短距离光互连的核心光源。随着对数据中心流量的需求增加，实现不归零（NRZ）调制高速无误码传输是目前的研究热点。本文设计制备了基于λ/2短腔和六层氧化限制层的高速850 nm VCSEL，室温下最高-3 dB带宽达到23.8 GHz。NRZ调制50 Gbit/s（1 m）和40 Gbit/s（100 m）速率下获得清晰的眼图。在未使用预加重、均衡和前向纠错的条件下，通过NRZ调制在1 m和100 m下无误码传输速率分别为40 Gbit/s和30 Gbit/s。
850 nm VCSEL NRZ调制 高速 器件制备 850 nm VCSEL NRZ modulation high speed device fabrication
1 西南大学物理科学与技术学院, 重庆 400715
2 西南大学电子信息工程学院, 重庆 400715
提出了基于正交光注入增益开关850 nm垂直腔面发射激光器(850 nm-VCSEL)获取梳距可调双路宽带光学频率梳(OFC)的方案,通过数值仿真研究了系统参量对OFC性能的影响。在该方案中,首先采用大信号电流调制850 nm-VCSEL使其呈增益开关状态,此时Y偏振分量激射并呈周期脉冲状态,而X偏振分量被抑制,可以获得一路偏振沿Y方向的OFC(Y-OFC);进一步引入偏振方向沿X方向的注入光(即正交光注入),在合适的注入参数条件下,增益开关850 nm-VCSEL中的X偏振分量被激射并呈周期脉冲动力学状态,且输出的X偏振分量具有与Y偏振分量强度相当的光谱分布,从而可以获得两路正交的OFC。数值仿真的结果表明:受到调制频率fm=4.2 GHz、调制深度m=0.75的大信号电流调制的850 nm-VCSEL,在频率失谐Δv=10.0 GHz的正交光注入下,通过选取合适的注入光场振幅Einj可使激光器输出带宽(功率变化在10 dB范围内)超过105.0 GHz的双路宽带OFC。借助于正交光注入下增益开关850 nm-VCSEL输出的X偏振分量和Y偏振分量的光谱分布,确定了获得双路OFC所需的Einj和Δv的范围。最后,通过分析其他调制频率下所获取的OFC性能,论证了该方案产生双路宽带OFC梳距的可调谐性。
光通信 850 nm垂直腔面发射激光器(850 nm-VCSEL) 增益开关 正交光注入 光学频率梳(OFC) 梳距
长春理工大学高功率半导体激光国防科技国家重点实验室, 吉林 长春 130022
根据分布布拉格反射镜(DBR)的工作原理，优化量子阱(QW)和DBR结构，采用Crosslight 计算机模拟软件模拟了垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)的反射谱和QW增益谱，确定QW组分、厚度以及DBR的对数。采用分子束外延技术外延生长并制备了850 nm顶发射VCSEL。测试结果表明，阱宽为5 nm的In0.075Ga0.925As/Al0.35Ga0.65As QW，在室温下激射波长在840 nm左右，设计的顶发射VCSEL结构通过Ocean Optics Spectra Suite软件验证，得到室温下的光谱中心波长在850 nm附近，证实了结构设计的正确性。
激光器 垂直腔面发射激光器 量子阱 分布布拉格反射镜 反射率
武汉华工正源光子技术有限公司, 湖北 武汉 430223
高速、大数据容量传输和处理是光通信中的热点。10 Gbit/s 850 nm VCSEL-TOSA(垂直腔面发射激光器-传输光组件)是以太网和大数据处理中心所用的高速、短波长关键组件。文章介绍了实用化组件结构、芯片特点、技术指标及相关标准；报道了10 Gbit/s 850 nm VCSEL管芯高温加速寿命试验条件和结果；讨论了组件结构、工艺和环境温度变化对其性能的影响, 指出了10 Gbit/s 850 nm VCSEL-TOSA在短途以太网和大数据收发、处理中心中的应用。
大数据 850 nm垂直腔面发射激光器-传输光组件 实用化 可靠性 高温加速寿命试验 large data 850 nm VCSEL-TOSA practicality reliability high temperature accelerated life test
1 中国科学院 激发态物理重点实验室 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院，北京 100039
3 中国科学院 苏州生物医学工程技术研究所, 江苏 苏州 215163
制备了具有低红暴优势的850 nm大功率高亮度锥形半导体激光器, 获得了近衍射极限的激光输出。当连续输出功率为200 mW时, 光束质量因子M2仅为1.7, 亮度高达16.3 MW·cm-2·sr-1; 当功率提高到1 W时, M2因子和亮度仍分别达到2.8和9.9 MW·cm-2·sr-1。此外, 研究了锥形激光器的功率、光谱、远场分布等特性, 并分析了不同脊形波导长度对锥形激光器自聚焦现象的影响。
锥形激光器 高亮度 光束质量因子M2 850 nm 850 nm tapered laser diode high brightness the beam propagation factor M2
1 中国科学院 激发态物理重点实验室 长春光学精密机械与物理研究所， 吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院， 北京 100039
采用激射波长为850 nm的AlGaInAs/AlGaAs梯度折射率波导分别限制增益量子阱结构的外延片，设计并制备了具有条形结构和锥形结构的半导体激光器。在输出功率同为1 W时，锥形激光器的发散角、光束传播因子和亮度分别为4°、2.8和9.9 MW·cm-2·sr-1，远好于条形激光器的6°、9.2和3.0 MW·cm-2·sr-1。当外加3 A的脉冲电流时，锥形激光器峰值功率达到1.40 W，斜率效率为0.58 W/A，电光转换效率为30%。实验结果表明，锥形激光器可以在保证大功率输出的前提下，具有更高的光束质量。
锥形半导体激光器 高亮度 光束传播因子 850 nm 850 nm tapered laser diode high-brightness the beam propagation factor
