首页 > 论文 > 光学学报 > 39卷 > 9期(pp:0914001--1)

1.55-μm大功率高速直调半导体激光器阵列

1.55-μm High-Power High-Speed Directly Modulated Semiconductor Laser Array

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摘要

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。

Abstract

We design and fabricate a 1.55-μm high-speed high-power distributed feedback laser array based on the AlGaInAs material. We adopt the AlGaInAs material that exhibits good temperature characteristics and high differential gain as a quantum well and waveguide layer to achieve high power and wide bandwidth. Further, we use a dilute waveguide to reduce internal loss and optimize the far-field divergence angle; subsequently, a suspended grating is used to optimize coupling coefficient, and the single-mode stable operation with large injection current is realized. Based on this optimized material structure, we fabricate a 1.5-μm laser array at five different wavelengths. In continuous-wave operation at room temperature, each laser in the array can achieve a single-mode lasing power of greater than 100 mW (the maximum output power of a single laser is 160 mW), a side-mode suppression ratio of greater than 55 dB, a small-signal-modulation bandwidth of 7 GHz, the narrowest linewidth of 520 kHz, and a relative intensity noise of -145 dB/Hz.

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补充资料

中图分类号:O475

DOI:10.3788/AOS201939.0914001

所属栏目:激光器与激光光学

基金项目:国家重点研发计划、国家自然科学基金;

收稿日期:2019-03-14

修改稿日期:2019-05-05

网络出版日期:2019-09-01

作者单位    点击查看

王皓: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低维半导体材料与器件北京市重点实验室, 北京 100083中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
张瑞康: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低维半导体材料与器件北京市重点实验室, 北京 100083中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
陆丹: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低维半导体材料与器件北京市重点实验室, 北京 100083中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
王宝军: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低维半导体材料与器件北京市重点实验室, 北京 100083中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
黄永光: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低维半导体材料与器件北京市重点实验室, 北京 100083中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
王圩: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低维半导体材料与器件北京市重点实验室, 北京 100083中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
赵玲娟: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低维半导体材料与器件北京市重点实验室, 北京 100083中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049

联系人作者:王皓(haowang@semi.ac.cn); 张瑞康(rkzhang@semi.ac.cn);

备注:国家重点研发计划、国家自然科学基金;

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引用该论文

Wang Hao,Zhang Ruikang,Lu dan,Wang Baojun,Huang Yongguang,Wang Wei,Zhao Lingjuan. 1.55-μm High-Power High-Speed Directly Modulated Semiconductor Laser Array[J]. Acta Optica Sinica, 2019, 39(9): 0914001

王皓,张瑞康,陆丹,王宝军,黄永光,王圩,赵玲娟. 1.55-μm大功率高速直调半导体激光器阵列[J]. 光学学报, 2019, 39(9): 0914001

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