分布反饋(DFB)激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊、動態(tài)單模等特性,是高速光通信、大規(guī)模光子集成、激光雷達和微波光子學(xué)等應(yīng)用的核心光源。特別是,以ChatGPT為代表的人工智能領(lǐng)域呈現(xiàn)爆發(fā)態(tài)勢,亟需高算力、高集成、低功耗的光計算芯片作為物理支撐,對核心光源的溫度穩(wěn)定性、高溫工作特性、光反饋穩(wěn)定性、單模質(zhì)量、體積成本等提出了更高要求。
近期,中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所材料科學(xué)重點實驗室研究員楊濤-楊曉光團隊與研究員陸丹,聯(lián)合浙江大學(xué)兼之江實驗室教授吉晨,在高功率、低噪聲的量子點DFB單模激光器研究方面取得重要進展。該團隊采用高密度、低缺陷的疊層InAs/GaAs量子點結(jié)構(gòu)作為有源區(qū),結(jié)合低損耗側(cè)向耦合光柵作為高效選模結(jié)構(gòu),研制出寬溫區(qū)內(nèi)高功率、高穩(wěn)定、低噪聲、抗反饋的高性能O波段量子點DFB激光器。在25-85 °C范圍內(nèi),激光器輸出功率均大于100 mW,最大邊模抑制比超過62 dB;最低的白噪聲水平僅為515 Hz2 Hz-1,對應(yīng)的本征線寬低至1.62 kHz;最小平均RIN僅為-166 dB/Hz(0.1-20 GHz)。此外,激光器的抗光反饋閾值高達-8 dB,滿足無外部光隔離器下穩(wěn)定工作的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。該器件綜合性能優(yōu)異,兼具低成本、小體積的優(yōu)勢,在大容量光通信、高速片上光互連、高精度探測等領(lǐng)域具有規(guī)模應(yīng)用前景。
相關(guān)研究成果以High-Power, Narrow-Linewidth, and Low-Noise Quantum Dot Distributed Feedback Lasers為題,發(fā)表在Laser & Photonics Reviews上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金等的支持。
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