Distributed Feedback (DFB)-Laser, die sich durch eine kompakte Struktur und einen dynamischen Einzelmodus auszeichnen, sind die Kernlichtquellen für Anwendungen wie optische Hochgeschwindigkeitskommunikation, groß angelegte photonische Integration, LIDAR und Mikrowellenphotonik. Insbesondere der durch ChatGPT repräsentierte Bereich der künstlichen Intelligenz zeigt einen explosiven Trend, der dringend optische Rechenchips mit hoher Rechenleistung, hoher Integration und geringem Stromverbrauch als physische Unterstützung benötigt und höhere Anforderungen an die Temperaturstabilität, hohe Temperaturbetriebseigenschaften, Stabilität der optischen Rückkopplung, Singlemode-Qualität und volumetrische Kosten der Kernlichtquelle.
Kürzlich hat das Team von Yang Tao-Yang Xiaoguang, einem Forscher am Key Laboratory of Materials Science, Institute of Semiconductor Research, Chinese Academy of Sciences, und dem Forscher Lu Dan in Zusammenarbeit mit Ji Chen, einem Professor an der Zhejiang University und dem Zhijiang Laboratory, zusammengearbeitet haben erhebliche Fortschritte bei der Untersuchung leistungsstarker, rauscharmer Quantenpunkt-DFB-Singlemode-Laser erzielt. Das Team verwendete eine gestapelte InAs/GaAs-Quantenpunktstruktur mit hoher Dichte und geringer Defektzahl als aktiven Bereich in Kombination mit einem verlustarmen lateralen Kopplungsgitter als effiziente modenselektive Struktur, um ein Hochleistungs-O-Band-Quantensystem zu entwickeln Punkt-DFB-Laser mit hoher Leistung, hoher Stabilität, geringem Rauschen und Anti-Feedback in einem weiten Temperaturbereich. Im Bereich von 25-85 Grad ist die Ausgangsleistung des Lasers größer als 100 mW und das maximale Seitenmodus-Unterdrückungsverhältnis beträgt mehr als 62 dB; der niedrigste Pegel des weißen Rauschens beträgt nur 515 Hz2 Hz-1, was einer intrinsischen Linienbreite von nur 1,62 kHz entspricht; Der minimale durchschnittliche RIN beträgt nur -166 dB/Hz (0,1-20 GHz). Darüber hinaus verfügt der Laser über eine antioptische Rückkopplungsschwelle von bis zu -8 dB, was dem technischen Standard für einen stabilen Betrieb ohne externe optische Isolatoren entspricht. Aufgrund der hervorragenden Gesamtleistung, der geringen Kosten und der geringen Größe hat das Gerät Aussicht auf groß angelegte Anwendungen in den Bereichen der optischen Kommunikation mit hoher Kapazität, der optischen Hochgeschwindigkeitsverbindung auf dem Chip und der hochpräzisen Erkennung.
Die Forschungsergebnisse wurden in Laser & Photonics Reviews unter dem Titel „High-Power, Narrow-Linewidth, and Low-Noise Quantum Dot Distributed Feedback Lasers“ veröffentlicht. Photonik-Bewertungen. Die Forschungsarbeit wurde vom National Key Research and Development Program of China und der National Natural Science Foundation of China unterstützt.
Das Institute of Semiconductors und andere machen Fortschritte in der Hochleistungs- und rauscharmen Quantenpunkt-DFB-Singlemode-Laserforschung
Abb. 1 Morphologie und Fluoreszenzeigenschaften von Quantenpunktmaterialien sowie Geräte- und Gitterstrukturen
Abb. 2 Ausgangseigenschaften, spektrale Eigenschaften, Eigenschaften des optischen Frequenzrauschens und spektrale Stabilität bei externer optischer Rückkopplung des Geräts
