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深度解讀

日本采用量子點和硅光子學(xué)技術(shù)研發(fā)出波長可調(diào)激光器

星之球激光 來源:國防科技信息網(wǎng)2015-11-18 我要評論(0 )   

  一種新型波長可調(diào)異構(gòu)激光器采用量子點(QDs)技術(shù)和硅光子技術(shù),在10001300nm波長范圍內(nèi)具有較大光學(xué)增益,適合與其他有源器件和無源器件共同組成高度集成光子學(xué)器...


  一種新型波長可調(diào)異構(gòu)激光器采用量子點(QDs)技術(shù)和硅光子技術(shù),在1000–1300nm波長范圍內(nèi)具有較大光學(xué)增益,適合與其他有源器件和無源器件共同組成高度集成光子學(xué)器件。
  位于仙臺市的日本東北大學(xué)和位于東京的日本情報通訊研究機構(gòu)(NICT)合作研究出了一種超小封裝的新型波長可調(diào)異構(gòu)激光器樣品。該器件的中心波長為1230nm,圍繞該中心具有44nm調(diào)諧寬帶。
  最近研發(fā)的大容量光纖傳輸系統(tǒng)采用了波分復(fù)用(WDM)密集頻率通道系統(tǒng)。因為在1530–1565nm的傳統(tǒng)波段(C波段)的頻率通道已人滿為患,波分復(fù)用系統(tǒng)的頻譜利用率趨于飽和。然而,更多的未被利用的頻率資源則埋藏在近紅外(NIR)區(qū)域,如1000-1260nm的千波段(T波段)和1260-1350nm的原始波段(O波段)。
  基于量子點的光學(xué)增益介質(zhì)有各種吸引人的特性,包括超光增益帶寬、高溫設(shè)備穩(wěn)定性和小線寬增強因子等,同時,基于絕緣硅片(SOI)結(jié)構(gòu)的硅光子線波導(dǎo)易于構(gòu)建高度集成光子學(xué)器件。
  用于短距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓庾悠骷枰^小的封裝尺寸和較低的功耗。因此,結(jié)構(gòu)緊湊、低功耗的波長可調(diào)半導(dǎo)體激光器是大容量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵。由于該系統(tǒng)將使用未開發(fā)的頻段進行數(shù)據(jù)傳輸,因此,由量子點光學(xué)增益介質(zhì)和硅光子學(xué)外腔制備而成的波長可調(diào)異構(gòu)激光二極管是該系統(tǒng)最佳的選擇。
  研究人員使用量子點生長技術(shù)在大直徑砷化鎵(GaAs)襯底上制備出量子點光學(xué)放大器做為光增益介質(zhì),采用硅光子學(xué)技術(shù)制作出波長可調(diào)濾波器。該濾波器由不同大小的環(huán)形諧振腔組成,這兩個環(huán)形諧振腔通過游標(biāo)效應(yīng)使量子點光學(xué)放大器只反映特定波長的光。最后使用步進電機控制器將量子點光學(xué)放大器和波長可調(diào)濾波器對接在一起,最終完成器件集成。
  這款波長可調(diào)異構(gòu)激光器的波長調(diào)諧范圍為44nm,是目前已知的最大調(diào)諧值,不僅可作為集成了其他光學(xué)元件的硅光電平臺的光源,也可作為通信用的單芯片寬帶光收發(fā)模塊,還能應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)成像,如光學(xué)相干斷層掃描。
  這項研究一部分由戰(zhàn)略信息和通信研發(fā)促進計劃資助,該項目是日本內(nèi)政與通訊部及日本社會科學(xué)研究補助金資助的項目,以推動科學(xué)研究。

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激光激光技術(shù)波長可調(diào)
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