1 武汉邮电科学研究院，武汉 430074
2 Molex有限公司，武汉 430074
现如今处于第五代移动通信技术（5G）网络发展建设的重要阶段，前传网建设中带宽需求大、光模块成本高和铺设难度大等问题亟待解决。已知四通道小型可插拔（QSFP）封装具有4个通道，而传统的QSFP28 50 Gbit/s光模块设计方案只使用了其中的两个通道。文章选用比QSFP封装更小的小型可插拔（SFP）封装制成50 Gbit/s光模块，底面积减小了40.5%，体积减小了52.2%，功耗减少了42.1%，传输相同距离光模块成本减少了73.4%。使用4阶脉冲幅度调制（PAM4）技术实现25 Gbit/s光器件传输50 Gbit/s信号，达成了单波长速率翻倍。通过对比测试，常温发射机色散眼图闭合四相（TDECQ）减小了20.5%，灵敏度提高了0.6 dB，且其余各项参数均满足电气与电子工程师协会（IEEE）802.3cd中50 GE以太网的相关要求，能够稳定进行40 km信息传输。
4阶脉冲幅度调制 发射机色散眼图闭合四相 直调激光器 外调激光器 PAM4 TDECQ directly modulated lasers external modulated laser
1 中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室，北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京 100049
3 中国科学院大学电子电气与通信工程学院，北京 100049
4 江苏华兴激光科技股份有限公司，江苏 徐州 221300
5 武汉敏芯半导体股份有限公司，湖北 武汉 430223
设计一种基于AlGaInAs材料的高速直调半导体激光器，该激光器采用脊波导、长度较短的腔和11个5 nm厚度的多量子阱结合30 nm厚度的缓变折射率分别限制异质结结构（GRIN-SCH），实现了低阈值、宽带宽和较大功率的光输出。采用均匀光栅和不对称腔面镀膜的方式实现了稳定的单纵模输出。最终制得的高速直调半导体激光器，在室温下，阈值电流为7.5 mA，3 dB小信号调制带宽可达25 GHz，大信号背靠背传输速率可达40 Gb/s，斜率效率为0.35 mW/mA，最大输出功率约为39 mW，边模抑制比可达40 dB。
激光器 1.3 μm直调激光器 宽带宽 大功率 低阈值 光学学报
2022, 42(16): 1614001
陆丹 1,2,3杨秋露 1,2,3王皓 1,2,3贺一鸣 1,2,3[ ... ]王圩 1,2,3
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
3 低维半导体材料与器件北京市重点实验室, 北京 100083
半导体分布反馈(DFB)激光器以其卓越的光谱特性、调制特性以及低成本、可量产优势已经成为光纤通信、空间光通信中的重要光源,并将在5G、数据中心、激光雷达以及微波光子学等应用中发挥不可替代的作用。针对通信波段半导体DFB激光器的不同应用需求及特征展开综述,分别就直接调制DFB激光器、大功率DFB激光器以及低噪声(窄线宽及低相对强度噪声)DFB激光器的设计原理、优化方法及进展进行了整理、评述与展望。
激光器 半导体分布反馈激光器 高速直调激光器 大功率激光器 窄线宽激光器 低相对强度噪声激光器 王皓 1,2,3,**张瑞康 1,2,3,*陆丹 1,2,3王宝军 1,2,3[ ... ]赵玲娟 1,2,3
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 低维半导体材料与器件北京市重点实验室, 北京 100083
3 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
提出一种基于AlGaInAs材料的1.55-μm波段的大功率、高速直调分布反馈(DFB)激光器阵列。采用具有良好温度特性和高微分增益的AlGaInAs材料作为量子阱和波导层以实现大功率与高带宽的输出;引入稀释波导结构来减小有源区内部损耗,同时降低远场发散角;采用悬浮光栅并优化耦合系数以实现大注入电流下的单模稳定工作。最终实现了1.5-μm波段5波长的大功率直调激光器阵列,阵列波长间隔约为5 nm,室温连续波(CW)工作时各通道输出光功率均大于100 mW,单通道最大输出光功率为160 mW,500 mA工作电流范围内边模抑制比大于55 dB,小信号调制带宽可达7 GHz,激光器最小线宽为520 kHz,相对强度噪声低于-145 dB/Hz。
激光器 1.55-μm 直调激光器; 大功率 高带宽 激光器阵列
西南交通大学信息科学与技术学院信息光子与通信研究中心, 四川 成都 611756
理论研究了直接调制与外调制模式下的微波光子链路的线性度，以直调激光器为核心器件的直接调制型短距离微波光子链路具有明显优势。着重开展实验研究，采集和分析两种调制模式下的信号，获得关键性能参数，包括链路损耗、线性动态范围(CDR)和无杂散动态范围(SFDR)。比较了不同长度光纤传输下的动态范围，发现直接调制型微波光子链路经10 km光纤传输后性能显著下降。此外，纳入直调激光器线宽、啁啾因素，实验研究了不同长度光纤下色散的影响。结果显示，直接调制型短距离微波光子链路具有高线性度的优势。
光通信 微波光子链路 线性度 直调激光器 外调制 中国激光
2018, 45(11): 1106002
1 天津大学电子信息工程学院光纤通信实验室,光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
报道了一种新型的重复频率为10 GHz,脉宽为5.3 ps,抖动为184 fs的高稳定光短脉冲源。将大信号调制半导体激光器产生的10 GHz光脉冲,先送入LiNbO3电光相位调制器增强负啁啾,并使光谱进一步展宽,再通过色散补偿光纤(DCF)压缩脉冲啁啾,可得到光短脉冲。由于大信号调制激光器输出的光脉冲本身具有负啁啾,而通过相位调制器的光脉冲在不同的时间间隔内既有正啁啾也有负啁啾,通过适当调整进入相位调制器的光脉冲时延,使其通过相位调制器后累加产生更大的负啁啾,再利用正色散光纤压缩啁啾,从而得到低抖动且无基座的光短脉冲。
光纤通信 超低抖动光脉冲 光脉冲压缩 直调激光器 相位调制 色散补偿光纤
