コンパクトな構造とダイナミックなシングルモードを特徴とする分布フィードバック (DFB) レーザーは、高速光通信、大規模フォトニック統合、LIDAR、マイクロ波フォトニクスなどのアプリケーションの中核となる光源です。 特に、ChatGPTに代表される人工知能分野は爆発的な傾向を示しており、物理的サポートとして高演算能力、高集積、低消費電力の光コンピューティングチップが緊急に必要とされており、温度安定性、高耐圧性などについてもより高い要求が出されています。温度動作特性、光フィードバックの安定性、シングルモード品質、コア光源の体積コストなどです。
最近、中国科学院半導体研究所材料科学重点研究室の研究員ヤン・タオヤン・シャオグアン氏と研究員ルー・ダン氏のチームが、浙江大学および浙江研究所教授のジ・チェン氏と共同で研究を行った。 、高出力、低ノイズの量子ドット DFB シングルモード レーザーの研究で大きな進歩を遂げました。 研究チームは、高密度、低欠陥の積層型 InAs/GaAs 量子ドット構造を活性領域として使用し、効率的なモード選択構造として低損失の横結合回折格子を組み合わせて、高性能 O バンド量子ドットを開発しました。広い温度領域で高出力、高安定性、低ノイズ、アンチフィードバックを備えたドットDFBレーザー。 25-85 度の範囲では、レーザーの出力パワーは 100 mW を超え、最大サイドモード抑制比は 62 dB を超えます。 最低のホワイト ノイズ レベルはわずか 515 Hz2 Hz-1 で、これは 1.62 kHz という低い固有線幅に相当します。 最小平均 RIN はわずか -166 dB/Hz (0.1-20 GHz) です。 さらに、レーザーは最大 -8 dB の反光フィードバックしきい値を備えており、外部光アイソレータなしで安定した動作を実現するための技術基準を満たしています。 このデバイスは、優れた総合性能、低コスト、小型サイズを備えているため、大容量光通信、高速オンチップ光インターコネクト、高精度検出などの分野で大規模な応用が期待されています。
研究結果は、「高出力、狭線幅、低ノイズの量子ドット分布帰還レーザー」というタイトルで『Laser & Photonics Reviews』に掲載されました。 フォトニクスのレビュー。 この研究活動は、中国国家重点研究開発プログラムおよび中国国家自然科学財団によって支援された。
半導体研究所などが高出力、低ノイズの量子ドットDFBシングルモードレーザーの研究を進める
図1 量子ドット材料の形態と蛍光特性、デバイスと格子構造
図2 デバイスの外部光フィードバック下での出力特性、スペクトル特性、光周波数ノイズ特性およびスペクトル安定性
