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【產(chǎn)通社，10月25日訊】中國科學院半導體研究所（Institute of Semiconductors Chinese Academy of Sciences, ISCAS）官網(wǎng)消息，
近年來，數(shù)據(jù)中心、智算中心等短距離光通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。單波長100 Gb/s以上速率的傳輸技術(shù)已在相關(guān)系統(tǒng)中實現(xiàn)規(guī)�；瘧�(yīng)用。作為大容量光通信系統(tǒng)的核心光源，InP基高速光發(fā)射器件展現(xiàn)出顯著的技術(shù)優(yōu)勢。其中主流技術(shù)之一是采用高速直接調(diào)制激光器（DML）實現(xiàn)高速光發(fā)射功能。DML不僅具有結(jié)構(gòu)簡單、工藝成熟的特點，還兼具成本效益高和適于大規(guī)模量產(chǎn)等突出優(yōu)點。然而，要實現(xiàn)100 Gb/s以上的高速數(shù)據(jù)調(diào)制，通常需要借助“失諧加載（Detuned Loading, DL）”和“光子-光子共振（Photon-Photon Resonance, PPR）”等效應(yīng)來提升DML的帶寬性能。傳統(tǒng)技術(shù)方案采用“對接生長（Butt-joint growth）”工藝，通過在激光器內(nèi)部集成無源波導反饋區(qū)來實現(xiàn)這一目標，但這一技術(shù)仍面臨工藝復(fù)雜、成本高、良品率控制困難等問題，嚴重制約了該結(jié)構(gòu)的商業(yè)化應(yīng)用。此外，當前大多數(shù)具有帶寬拓展功能的高速DML器件都采用多電極設(shè)計，雖然這種結(jié)構(gòu)能夠有效擴展調(diào)制帶寬，但需要對器件工作條件進行極其精細的優(yōu)化調(diào)節(jié)，這在一定程度上影響了器件的適用范圍。
近期，中國科學院半導體研究所光電子材料與器件全國重點實驗室梁松研究員團隊在《光子技術(shù)快報》（IEEE?Photonics Technology Letters）上發(fā)表了一項研究成果，報道了一種基于DL效應(yīng)的低成本1.3微米波段分布式反饋（DFB）激光器。該研究創(chuàng)新性地在激光器器件上單片集成了無源DBR反射鏡，該反射鏡采用與DFB激光器區(qū)相同的InGaAlAs多量子阱（MQWs）材料。其制造流程與常規(guī)單區(qū)DFB激光器幾乎相同，無需復(fù)雜的對接生長工藝，顯著提高了生產(chǎn)良率，有效降低了制造成本。
該激光器在?20°C時閾值電流為14 mA，100 mA下最大輸出光功率超過16 mW，邊模抑制比（SMSR）大于50 dB。在100mA電流范圍內(nèi)工作時無跳模狀態(tài)產(chǎn)生，工作狀態(tài)穩(wěn)定。在15°C至55°C的溫度范圍內(nèi)均能維持良好的單模工作特性。在20°C工作溫度下，當驅(qū)動電流達到100mA時，其直接調(diào)制帶寬達29 GHz。在40°C溫度下，仍能保持約26 GHz的帶寬，展現(xiàn)了優(yōu)異的溫度適應(yīng)性。多批次器件測試數(shù)據(jù)表明，該器件具有高度一致的直流特性和高頻響應(yīng)特性。
?基于該器件成功實現(xiàn)了100 Gb/s PAM4數(shù)據(jù)傳輸實驗。實驗結(jié)果表明，在15°C和20°C環(huán)境溫度下，該結(jié)構(gòu)的DML在背靠背、10公里、25公里以及40公里單模光纖傳輸后均能獲得清晰睜開的眼圖。即使在40°C高溫條件下，系統(tǒng)仍能穩(wěn)定實現(xiàn)25公里傳輸。在短距離傳輸（<10 km）時，信號質(zhì)量指標（TDECQ）保持在2.78 dB以下，符合高速通信系統(tǒng)的性能要求。?
該成果為數(shù)據(jù)中心、智算中心等短距離光通信系統(tǒng)提供了高性價比、易量產(chǎn)的高速光源解決方案。該成果以“Transmission?of 100 Gb/s PAM4 Data Using a Low Cost Directly Modulated DFB Laser”為題，發(fā)表于《光子技術(shù)快報》（IEEE Photonics Technology Letters）。半導體所博士研究生李歡為該論文的第一作者，梁松研究員為該論文的通信作者。該研究工作得到了中國科學院戰(zhàn)略先導項目、國家重點研發(fā)項目以及國家自然科學基金項目的支持。查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站 http://www.semi.cas.cn/xwdt/kyjz，以及https://doi.org/10.1109/LPT.2025.3600890。（Robin Zhang，產(chǎn)通數(shù)造） （完）
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