Лазеры с распределенной обратной связью (DFB), характеризующиеся компактной структурой и динамическим одномодовым режимом, являются основными источниками света для таких приложений, как высокоскоростная оптическая связь, крупномасштабная фотонная интеграция, лидар и микроволновая фотоника. В частности, область искусственного интеллекта, представленная ChatGPT, демонстрирует взрывную тенденцию, которая срочно нуждается в оптических вычислительных чипах с высокой вычислительной мощностью, высокой степенью интеграции и низким энергопотреблением в качестве физической поддержки и выдвигает более высокие требования к температурной стабильности, высокой температурные рабочие характеристики, стабильность оптической обратной связи, одномодовое качество и объемная стоимость основного источника света.
Недавно команда Ян Тао-Яна Сяогуана, исследователя Ключевой лаборатории материаловедения Института исследований полупроводников Китайской академии наук, и исследователя Лу Даня, совместно с Цзи Ченом, профессором Чжэцзянского университета и Чжицзянской лаборатории добились значительного прогресса в исследовании мощных, малошумящих одномодовых DFB-лазеров на квантовых точках. Команда использовала многослойную структуру квантовых точек InAs/GaAs с высокой плотностью и малым количеством дефектов в качестве активной области в сочетании с решеткой боковой связи с низкими потерями в качестве эффективной модоселективной структуры для разработки высокопроизводительной квантовой структуры O-диапазона. точечный DFB-лазер с высокой мощностью, высокой стабильностью, низким уровнем шума и защитой от обратной связи в широком температурном диапазоне. В диапазоне 25-85 градусов выходная мощность лазера превышает 100 мВт, а максимальный коэффициент подавления боковой моды составляет более 62 дБ; самый низкий уровень белого шума составляет всего 515 Гц2 Гц-1, что соответствует внутренней ширине линии всего 1,62 кГц; минимальный средний RIN составляет всего -166 дБ/Гц (0,1-20 ГГц). Кроме того, лазер имеет порог антиоптической обратной связи до -8 дБ, что соответствует техническому стандарту стабильной работы без внешних оптических изоляторов. Благодаря превосходным общим характеристикам, низкой стоимости и небольшому размеру устройство имеет перспективу широкомасштабного применения в области оптической связи высокой пропускной способности, высокоскоростного внутрикристального оптического соединения и высокоточного обнаружения.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Laser & Photonics Reviews под заголовком «Высокомощные, узкополосные и малошумящие лазеры с распределенной обратной связью на квантовых точках». Обзоры фотоники. Исследовательская работа была поддержана Национальной программой ключевых исследований и разработок Китая и Национальным фондом естественных наук Китая.
Институт полупроводников и другие компании добиваются успехов в исследованиях мощных и малошумящих одномодовых лазеров с DFB на квантовых точках.
Рис. 1. Морфология и флуоресцентные свойства материалов с квантовыми точками, а также структур устройств и решеток.
Рис. 2 Выходные характеристики, спектральные характеристики, оптические частотно-шумовые характеристики и спектральная стабильность при внешней оптической обратной связи прибора
