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
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 光纤通信技术和网络国家重点实验室, 武汉430074
2 昆明理工大学 信息工程与自动化学院, 昆明650500
随着通信技术的快速发展, 如何在有限的带宽下实现信息的低成本、大容量的传输引起了人们的广泛关注。文章描述了在40 km单模光纤上采用IM/DD(强度调制/直接检测)和OFDM(正交频分复用)技术的40 Gbit/s光传输系统的设计, 实验中使用的是10 Gbit/s级别的EML(电吸收调制激光器)和APD(雪崩光电二极管)。通过MATLAB编程软件实现相关算法, 利用VPI仿真软件对系统进行仿真, 并对实验结果进行了分析, 验证了OFDM技术在未来低成本高速率的光传输网络中应用的可行性。
正交频分复用 电吸收调制激光器 雪崩光电二极管 MATLAB软件 VPI软件 OFDM EML APD MATLAB software VPI software
1 光纤通信技术和网络国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
2 武汉电信器件有限公司, 湖北 武汉 430074
随着光通信朝着高速、高带宽和大容量方向发展,开发高性能的光通信用器件并减小器件的体积以降低成本变得越来越重要。电吸收调制激光器(EML)具有体积小、啁啾效应小、驱动电压低和弛豫振荡频率高等优点,成为当前国内外长距离、高速光通信系统的理想光源。然而,EML对温度非常敏感,温度的微弱变化都会影响其工作的稳定性。因此,如何使激光器输出恒定波长和稳定功率的光并延长使用寿命是一项技术难题。介绍了目前研究开发的小型化带制冷电吸收调制激光器所采用的制冷技术和两种主要器件封装技术,就带制冷EML未来的发展方向做出了展望。
激光技术 万兆以太网无源光网络 电吸收调制激光器 热电冷却器 封装 光发射组件 激光与光电子学进展
2011, 48(8): 081405