1 河南仕佳光子科技股份有限公司, 河南 鹤壁 458030
2 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
为了应对共封装光学(CPO)系统对硅光外置光源提出的高功率、低噪声、低功耗等要求, 设计了一种波长在1310nm附近的AlGaInAs多量子阱(MQW)高功率连续波(CW)分布反馈(DFB)激光器芯片。通过在有源层MQW的下方插入一层InGaAsP远场减小层, 实现光模场向n型包层下移, 减小远场发散角的同时降低了量子阱区的光限制因子和整体的光吸收损耗, 制作的激光器可以实现高斜率效率、非致冷高温高功率工作。测试结果显示, 该激光器在25℃下, 阈值电流为20mA, 斜率效率为0.46W/A, 输出功率为173mW@400mA; 当注入电流为300mA时, 激光器的水平和竖直发散角分别是15.2°和19.1°, 边模抑制比大于55dB, 洛伦兹线宽小于600kHz, 相对强度噪声(RIN)小于-155dB/Hz; 在85℃高温下, 激光器阈值电流为32mA, 输出功率达到112mW@400mA。
共封装光学 连续波 多量子阱 分布反馈激光器 co-packaged optics (CPO) continuous wave (CW) multiple quantum well (MQW) AlGaInAs AlGaInAs distributed feedback (DFB) laser
刘宇翔 1,2,3张瑞康 1,2,3王欢 1,2,3陆丹 1,2,3,*赵玲娟 1,2,3
1 中国科学院半导体研究所 材料重点实验室，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
针对高速光采样、光频梳以及光通信系统应用，研制了1.5 μm波段高重频超短脉冲输出半导体锁模激光器。基于AlGaInAs/InP材料体系，采用两段式单片集成锁模结构，引入稀释波导结构，综合降低光限制因子、提升材料饱和能量、降低腔内损耗，从而降低有源区色散对脉冲的影响并提升脉冲峰值功率，最终在1.5 μm波段实现了重复频率24.3 GHz、脉冲宽度680 fs的亚皮秒光脉冲输出，脉冲光谱宽度为7.2 nm，脉冲峰值能量为525 mW。
半导体激光器 锁模激光器 单片集成 超短脉冲 稀释波导 Semiconductor lasers Mode-locked lasers Monolithic integrated circuit Ultra-short pulse Dilution waveguide 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
中国科学院半导体研究所 材料重点实验室，北京 100083
研制了双沟型脊波导结构的1 060 nm分布反馈激光器.和普通脊波导激光器相比，该器件能提高在连续条件下的侧模稳定性.单模最大输出功率达到300 mW边模抑制比大于45 dB.采用该激光器进行泵浦周期性极化铌酸锂晶体倍频实验，得到的绿光功率为3 mW,该方案将成为低成本绿光光源实现方案.
大功率 分布反馈激光器 双沟脊波导 单模 二次谐波 High power Distributed feedback Double-trench ridge waveguide Single-mode Second harmonic generation
设计并制备了大功率高光束质量的1060 nm 波长的非对称波导半导体激光二极管.本激光二极管包含压应变InGaAs/GaAs双量子阱和GaAs/AlGaAs分别限制结构。为提高激光二极管的大功率性能，设计激光器二极管的垂直结构具有小快轴远场发散角，大光斑面积及低腔面光能密度，低光腔内吸收损耗和高内量子效率等性能。通过引入4 μm厚弱光限制Al0.1Ga0.9As波导，激光器二极管的远场发散角降到20°，光斑宽度增到接近1 μm。量子阱位置偏调后得到的薄上波导层非对称波导结构可以使激光二极管即使在大电流注入时也能保持高的内量子效率。根据以上设计，分别制备了50 μm 宽条和窄条脊波导激光二极管。2 mm 腔长的宽条激光二极管得到1.3 W连续光功率。单模脊波导激光器的直流光功率为600 mW。
激光器 光学设计 大功率 光波导 光学学报
2015, 35(s1): s114006
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
采用选区外延生长应变InGaAsP/InGaAsP多量子阱有源层，制备出带宽为25 Gb/s的单片集成电吸收调制分布反馈激光器。激光器区和调制器区的荧光光谱波长分别为1535 nm和1497 nm，偏调约为38 nm。利用全息技术在激光器区制备光栅，集成器件激射在1549 nm波长处，器件的阈值电流为18 mA，在100 mA直流电流下出光功率大于10 mW。器件工作在单模状态，边模抑制比大于40 dB，与单模光纤耦合后测得的静态消光比为23 dB,器件的3 dB响应带宽为16 GHz。调制器偏压为-1.7 V,峰峰值电压为3.5 V,在25 Gb/s非归零伪随机二进制码（215-1）调制下测得器件的背靠背眼图清晰张开，动态消光比大于5.7 dB。器件具有低成本、高带宽的特点，是下一代光纤通信网络的理想光源。
激光器 分布反馈激光器 电吸收调制器 选择区域生长 光学学报
2015, 35(s1): s114001
Author Affiliations
Abstract
1 Accelink Technologies Co., Ltd, Wuhan 430074, China
2 School of Information Science and Engineering, Shandong University, Ji’nan 250100, China
3 Department of Electronic Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China
A new dynamic model is developed for simulating the widely tunable grating assisted codirectional coupler with rear sampled grating reflector (GCSR) lasers. The gain section of the device is calculated in timedomain using traveling-wave method, while the transmission spectrum of the coupler and the reflection spectrum of the reflector are firstly simulated in frequency-domain, and then transformed into time-domain via digital filter approach. Both static and dynamic performances based on this model agree well with the published results. Compared with previous works, this new model is more efficient and applicable, especially in the dynamic simulation.
GCSR半导体激光器 行波法 传输矩阵法 数字滤波器法 250.3140 Integrated optoelectronic circuits 250.5300 Photonic integrated circuits 250.5960 Semiconductor lasers Chinese Optics Letters
2009, 7(10): 960
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Physics and Key Laboratory of Acoustic and Photonic Materials and Devices of Ministry of Education, Wuhan University, Wuhan 430072, China
2 Accelink Technologies Co., Ltd., Wuhan Research Institute of Post &
3 Telecommunications, Wuhan 430074, China
A 1.3-\mu m wavelength vertical-mesa ridge waveguide mulitple-quantum-well (MQW) distributed feedback (DFB) laser with high directly modulated bandwidth and wide operation temperature range is reported. With the optimization of the strained-layer MQWs in the active region, the surrounding graded-index separated-confinement-heterostructure waveguide layers, together with the optimization of the detuning and coupling coefficient of the DFB grating, high directly modulation bandwidth of 16 GHz at room temperature and wide working temperature range from ?40 to 85 \circ C are obtained. The mean time to failure (MTTF) is estimated to be over 2×10<sup>6</sup> h. The device is suitable as light source of high-bit-rate optical transmitters with small size and reduced cost.
半导体激光器 高速 无致冷 宽温度范围 140.5960 Semiconductor lasers 230.5590 Quantum-well, -wire and -dot devices 250.5960 Semiconductor lasers Chinese Optics Letters
2009, 7(9): 809
基于LabVIEW虚拟仪器平台，研制了一套可调谐取样光栅分布布拉格反射式(Sampled Grating Distributed Bragg Reflector，SG-DBR)激光器的波长自动测试控制系统。该系统能对四段式SG-DBR激光器进行电流扫描，采集、分析其输出光谱，生成SG-DBR激光器的“波长-电流”数据查询表； 并且通过调用数据查询表，实现对SG-DBR激光器输出波长的控制。
SG-DBR激光器 波长测试 波长控制 虚拟仪器 SG-DBR laser wavelength measurement wavelength control virtual instrument
