1 太原理工大学电气与动力工程学院，太原 030000
2 武汉光迅科技股份有限公司，武汉 430074
3 太原理工大学信息与计算机学院，太原 030000
针对传统选择性区域生长叠层双有源区电吸收调制激光器（SAG-DSAL-EML）在高频调制环境下的响应速度问题以及改善其远场发散角特性，文章提出利用掺铁掩埋技术对电吸收调制激光器（EML）结构进行优化，设计了InGaAsP/InP材料1 310 nm掺铁掩埋结构的SAG-DSAL-EML并制作样本芯片，新型SAG-DSAL-EML有源区变为台面结构，并在其两层外延生长掺铁InP层。同时，利用先进激光二极管模拟器（ALDS）软件和高频结构仿真（HFSS）软件对所设计掺铁掩埋结构的EML和调制器进行数值及仿真分析，结果表明，与传统多量子阱结构相比，SAG-DSAL-EML阈值电流减少了13%；与传统脊波导结构相比，掺铁掩埋结构的侧向限制能力提高52%，激光远场横纵角度之差降低了40%，具有更小的远场发散角；与传统PNPN掩埋结构相比，掺铁掩埋结构的调制器在－3 dB的响应带宽提高了约24%。对样本芯片进行测试，试验表明，SAG-DSAL-EML的阈值电流为14.5 mA，边模抑制比（SMSR）为45.64 dB，70 mA注入电流下，电吸收调制器－3 dB的响应带宽为43 GHz，满足高速激光通信的基本要求。
电吸收调制激光器 台面结构 掺铁掩埋技术 调制带宽 远场发散角 electro-absorption modulated laser mesa structure iron-doped buried technology modulation bandwidth far-field divergence angle
1 江南大学 理学院, 无锡 214122
2 江苏省轻工光电工程技术研究中心, 无锡 214122
为了兼顾用户端光网络单元的特点和传输速率, 在接收端采用可集成化的相干检测方案替代传统的直接检测方案, 分析了电吸收调制器的偏压特性, 搭建了速率为40Gbit/s的5km双向接入网通信系统, 对以分布式反馈激光器和电吸收调制器为上行发射机的可集成光网络单元进行了传输测试。结果表明, 在直接检测方案前向纠错(FEC)下, 双向传输下行信号接收灵敏度和上行信号接收灵敏度分别达到了-18.31dBm和-17.94dBm; 在相干检测方案FEC下, 双向传输下行信号接收灵敏度和上行信号接收灵敏度分别达到了-32.51dBm和-29.76dBm。相干检测方案的上行和下行接收灵敏度相较于直接检测分别有14.20dB和11.82dB的提升。该研究为未来用户端光网络单元提供了一种高速率可大规模部署的集成化方案。
光通信 光网络单元 相干检测 电吸收调制器 误比特率 optical communication optical network unit coherent detection electro-absorption modulator error rate
北京信息科学与技术国家研究中心, 清华大学电子工程系, 北京 100084
随着数据中心、5G宽带无线通信的不断发展,短距宽带传输的需求大幅增长,极大地推动了高速光电器件的发展。在短距应用中,虽然直接调制激光器具有低成本、低功耗的优势,但其调制带宽和传输距离受到张弛振荡频率和频率啁啾的限制。电吸收调制激光器(EML)集成光源具有大调制带宽、低频率啁啾的特点,可以实现更高速率和更远距离的传输。介绍了EML集成光源的外延集成方案和器件结构,并介绍了国内外研究机构对高速率、大功率、低成本EML的主要研究进展,最后对EML的未来发展进行了展望。
激光器 半导体激光器 调制器 电吸收调制激光器 光子集成
1 武汉邮电科学研究院， 武汉 430074
2 武汉光迅科技股份有限公司， 武汉 430205
可调突发激光器是下一代光接入网中的关键器件，文章对一种基于电吸收调制激光器和半导体光放大器的波长可调谐的突发激光器进行光路设计，使用常用的光学元件，通过ZEMAX软件进行光路仿真并对光路进行优化设计，从而得出光学系统的耦合效率。整个光路由电吸收调制激光器、半导体光放大器、隔离器和各类透镜组成，通过仿真结果得出激光器出射功率，结合实验结果及系统要求，验证了该设计能够满足器件要求。
下一代无源光网络 可调突发激光器 电吸收调制激光器 半导体光放大器 光路仿真 next generation of passive optical networks tunable burst laser electric absorption modulation laser semiconductor optical amplifier simulation of light path
1 武汉光迅科技股份有限公司，武汉 430205
2 武汉邮电科学研究院，武汉 430074
云计算、大数据等互联网应用导致通信流量快速增长，第五代移动通信的到来会进一步加快这一趋势。为了满足大容量、高端口密度、低功耗数据中心互连以及城域网应用的要求，100 Gbit/s光模块从外形封装可插拔(CFP)模块演变到CFP2又演变到四通道小型化可插拔(QSFP)模块。光模块尺寸和功耗的降低对光发射组件提出了更高要求。因此采用混合集成封装技术减小光发射组件的尺寸、降低功耗和成本是未来的发展方向。文章介绍了目前研发的QSFP 28封装100 Gbit/s混合集成电吸收调制激光器光发射组件所采用的关键技术，给出了符合100 G BASE-LR4国际标准的工作眼图，并就未来光发射组件的发展方向做出了展望。
激光器 光学系统容差分析 光发射组件 电吸收调制激光器 lasers optical system tolerance analysis TOSA EML
1 浙江传媒学院 电子信息学院, 浙江 杭州 310018
2 浙江大学 信息与电子工程学院, 浙江 杭州 310027
利用石墨烯优越的光学性能, 构建了基于全光纤结构的石墨烯电吸收调制器。设计了调制器的结构, 并进行了仿真和实验双重研究。首先, 根据石墨烯的光学可调特性研究了其化学势和介电常数之间的关系。接着, 基于全光纤结构设计了石墨烯电吸收调制器, 并分析了它的整体有效折射率和化学势的变化关系。对提出的光纤石墨烯调制器进行仿真分析, 并与传统半导体电吸收调制器进行对比, 实现了一个全光纤结构的石墨烯调制器。对实现的调制器进行了系统的性能测试。结果显示: 仿真的四层石墨烯的全光纤电吸收调制器的调制效率可以达到0.233 dB/mm, 在12.9 mm的长度上可实现0.2 V的摆动电压。实验测试验证了提出的全光纤石墨烯调制器的可行性; 但受实验条件的限制, 其半波电压约为120 V, 3 dB调制器带宽为100 MHz。与传统石墨烯波导调制器相比, 提出的调制器显示了半波电压小, 调制效率高, 尺寸小, 同时具有低的插入损耗低等优势, 适合在未来全光纤RoF系统应用。
电吸收调制器 石墨烯 光与物质相互作用 全光纤结构 electro-absorption modulator graphene light-matter interaction all-fiber structure
1 北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室， 北京 100044
2 航天恒星科技有限公司， 北京 100086
提出了一种基于级联电吸收调制器(EAM)和相位调制器(PM)的多载波光源发生器方案。对比分析了基于单个EAM级联PM的多载波光源发生器与基于两个EAM级联PM的多载波光源发生器产生的多载波光源，利用基于两个EAM级联PM的多载波光源发生器实现了频率间隔为15 GHz、平坦度在0.1 dB范围内的19个子载波的多载波光源。同时研究了EAM的调制指数和啁啾因子、PM的驱动信号幅度以及调制器驱动信号的相位差等参数对产生多载波光源的影响。
光通信 光频率梳 多载波光源 电吸收调制器 相位调制器 中国激光
2016, 43(11): 1106001
利用电吸收调制器(Electro-absorption Modulator, EAM)和频率调制器(Frequency Modulator, FM)的级联结构，提出了一种新型光学频率梳(Optical Frequency Comb, OFC)产生方案。本方案结构简单、易于控制，输出噪声低。对提出的方案原理进行了理论分析，并利用Optisystem7.0 软件进行仿真研究。仿真结果表明：产生了平坦的光学频率梳，其中心波长和谱线间距均可独立调谐。产生的OFC 有效带宽为3.8 nm，得到了谱线间距为5 GHz 的105条谱线。
电吸收调制器 频率调制器 光学频率梳 带宽 electro-absorption modulator (EAM) frequency modulator (FM) optical frequency comb (OFC) bandwidth
为产生频率间隔相同而又平坦的光频梳，基于单个多量子阱电吸收调制器强度调制特性，设计出一种新型超平坦双光梳产生方案。通过在电吸收调制器前置矩形滤波器，精密控制多量子阱电吸收调制器的反向偏置电压与射频驱动信号幅度，滤除频谱的中心谱线后，得到了平坦度为0.01 dB的双光梳。利用Optisystem7.0软件进行仿真，其对不同线宽（100 kHz、10 MHz 和20 MHz）的激光光源均可产生位于中心谱线两侧对称的、带宽均为300 GHz、谱线均为15条、谱线间距均为20 GHz以及平坦度可达0.01 dB的双光梳。
双光梳 电吸收调制器 平坦度 dual OFC EAM flatness
