半导体激光器结构设计与波导层的优化

针对1.31μm半导体激光器工作时,远场发散角过大以及AlGaInAs/GaAs材料体系中Al组分的氧化导致器件性能下降问题。提出了在InGaAsP/InP结构基础上,上下波导层采用GaAsP材料,与由InGaAsP材料构成的有源区形成异质结结构。相比同质结构制作的波导层,异质结波导层结构依据不同材料的折射率不同,实现有源层和波导层之间较大的折射率差,从而达到更好的波导限制。对1.31μm激光器中的In_(1-x)Ga_(x)As_(y)P_(1-y)材料组分进行理论计算,并根据该材料的折射率和晶格常数,对GaAs_(y)P_(1-y)材料组分、厚度进行理论计算。使用ALDS仿真软件,对同质结波导层和异质结波导层两种结构进行模拟分析。最后确定使用100 nm厚度的GaAs_(0.145)P_(0.855)材料分别作为波导层和限制层,有效减小远场垂直发散角,提高了激光器发射的光束在空间分布的圆对称形态。

武汉光迅波长锁定器简介

简要介绍了波长锁定器的工作原理及滤波片型、衍射光栅型波长锁定器,着重阐述了武汉光迅的空气隙标准具型波长锁定器及其技术指标与应用。

超宽带拉曼光纤放大器的研究

【目的】新兴技术的涌现推动着光纤通信容量不断提高,这对光纤放大器的工作波长范围提出了新的要求,因此迫切需要能够实现超宽带放大的光纤放大器。【方法】为了实现增益范围覆盖Super-C band和Super-L band的超宽带拉曼光纤放大器(RFA),文章在理论上建立了RFA的传输模型,介绍了后向RFA传输模型的数值求解方法。考虑实际情况选择泵浦功率以及波长范围,文章使用6个泵浦波长和7个泵浦激光器,在G.652光纤中仿真得到了一组优化后的泵浦波长配置,根据这组泵浦波长配置,在G.652、G.654和大有效面积光纤(LEAF)3种光纤中进行了测试,并将仿真与测试结果进行了对比分析。【结果】在G.652光纤中测试得到了18.07 dB净增益和1.54 dB的增益平坦度;在G.654光纤中测试得到了13.9 dB净增益和1.21 dB的增益平坦度;在LEAF中测试得到了21.99 dB净增益和1.80 dB增益平坦度。仿真与测试结果净增益相差不超过0.2 dB,增益平坦度相差不超过0.4 dB。【结论】仿真与测试结果对比表明文章使用的后向RFA数值求解方法能够准确预测RFA的增益谱。文章使用的泵浦波长配置经过实验验证,在3种光纤中都有较大的增益和较好的增益平坦度,在商用超宽带RFA的波长选择上具有参考价值。

数据中心光互联模块发展趋势及新技术研究

介绍了算力网络数据中心光互联技术的发展背景,分析了当前800 Gbit/s光互联模块的标准化、技术方案和产业化发展现状,并结合未来光互联模块发展需求,对1.6 Tbit/s光互联模块的标准化和行业新型实现技术等进行介绍,最后对未来光互联模块的发展趋势进行展望。

一种光再生分路器的设计与实现

针对光纤通信网络中的数据链路采集和监测需求,介绍了一种光再生分路器的设计方案和实现原理。该设计将无源器件和有源器件相结合,可以实现串接和跨接两种连接方式。首先介绍了系统方案、组成单元和工作原理,然后详细说明了主要硬件电路设计和软件设计要点,最后介绍和分析了针对不同应用场景的典型配置和测试方案。该设计在网络监测的过程中,可以实现可视性、隐蔽性和安全性。对于10G以下工作速率的组网需求,在实际应用中取得了良好的效果。

企业高质量发展探索与实践——以SZ公司为例

本文阐述了高质量发展的内涵,并以SZ公司为例,从创新驱动、市场开拓、生产管理、质量管理和经营管理等方面提出了SZ公司实现高质量发展的路径,以期为企业实现高质量发展目标提供有益参考。

外腔可调谐激光器的有限元分析及结构优化

为了降低环境温度变化对外腔可调谐激光器波长稳定性的影响,采用有限元分析方法得出了外腔可调谐激光器的温度场分布特点和热变形机理,提出了一种优化的光具座结构,并对优化结构的散热性能和热变形进行了理论分析和数值模拟。结果表明,该优化的光具座结构具有高效的传热性能,大幅降低了热变形对腔长的影响,从而提高了激光器的在不同工作环境温度下的波长稳定性。

400 mW 980 nm泵浦激光器设计

由于当前国内980 nm半导体泵浦激光器设计经验及生产工艺的缺乏,高功率980 nm半导体泵浦激光器核心技术一直无法突破,文章采用国产化解决方案,包括芯片、光栅和耦合光纤等设计与实现,通过应用楔形光纤直接耦合的全金属化封装,选择双光栅结构进行波长锁定,实现了-50~75℃工作温度范围内,输出光功率达400 mW的980 nm半导体泵浦激光器的研制,其波长稳定性可达0.01 nm/℃。并且通过了5000 h以上、工作电流800 mA和环境温度75℃的带电老炼测试,为满足高可靠性的国产化泵浦激光器奠定了基础。

一种新型电吸收调制激光器的优化设计

针对传统选择性区域生长叠层双有源区电吸收调制激光器(SAG-DSAL-EML)在高频调制环境下的响应速度问题以及改善其远场发散角特性,文章提出利用掺铁掩埋技术对电吸收调制激光器(EML)结构进行优化,设计了InGaAsP/InP材料1310 nm掺铁掩埋结构的SAG-DSAL-EML并制作样本芯片,新型SAG-DSAL-EML有源区变为台面结构,并在其两层外延生长掺铁InP层。同时,利用先进激光二极管模拟器(ALDS)软件和高频结构仿真(HFSS)软件对所设计掺铁掩埋结构的EML和调制器进行数值及仿真分析,结果表明,与传统多量子阱结构相比,SAG-DSAL-EML阈值电流减少了13%;与传统脊波导结构相比,掺铁掩埋结构的侧向限制能力提高52%,激光远场横纵角度之差降低了40%,具有更小的远场发散角;与传统PNPN掩埋结构相比,掺铁掩埋结构的调制器在-3 dB的响应带宽提高了约24%。对样本芯片进行测试,试验表明,SAG-DSAL-EML的阈值电流为14.5 mA,边模抑制比(SMSR)为45.64 dB,70 mA注入电流下,电吸收调制器-3 dB的响应带宽为43 GHz,满足高速激光通信的基本要求。

550 K高温下激光器腔面温度的影响研究

针对激光器长期高温工作时腔面温度急剧升高产生灾变性光学损伤(COD)的问题,文章提出在半导体激光器腔面处加入Al2O3膜和陶瓷隔热共同作用,其可以降低激光器腔面温度,防止COD的产生。文章首先建立了半导体激光器简化模型分析固体传热。然后对550 K高温下无镀膜无隔热结构、有镀膜无隔热结构、无镀膜有隔热结构及镀膜与隔热结构共同作用时激光器模型的腔面温度进行仿真。其中镀膜选用Al2O3,隔热结构选用陶瓷隔热,腔面材料选用GaAs,热沉选用Cu热沉,接触层选用AlGaAa。4组对比实验结果表明,镀膜与隔热结构共同作用时,能将激光器的腔面温度控制在393.15 K以下。550 K高温在激光器腔面处镀膜和隔热结构双重作用下,能够有效防止COD产生,提高激光器的使用寿命。

带温度控制单元的DML激光器封装国际标准提案

介绍了带温度控制单元激光器在5G通信中的重要性,重点分析了我国牵头的IEC 62148-22:2023《纤维光学有源器件和组件封装和接口标准第22部分:带温度控制单元的25 Gb/s直接调制激光器封装》的提案推进过程和主要技术内容,并阐述进一步推动纤维光学有源光器件国际标准提案的重要意义。

纳米压印制作半导体激光器的分布反馈光栅

分布反馈(DFB)光栅的制作是半导体激光器芯片的关键工艺,通过纳米压印技术在InP基片表面涂覆的光刻胶上压印出DFB光栅图形,并分别通过湿法腐蚀和干法刻蚀技术将光栅图形转移到InP基片上。所制作的DFB光栅周期为240nm(对应于1 550nm波长的DFB激光器),光栅中间具有λ/4相移结构。采用纳米压印技术制作的DFB光栅相对于通常双光束干涉法制作的光栅具有更好的均匀性以及更低的线条粗糙度,而且解决了双光束干涉法无法制作非均匀光栅的技术难题。相对于电子束直写光刻法,采用纳米压印技术制作DFB光栅具有快速与低成本的优势。采用纳米压印技术在InP基片上成功制作具有相移结构的DFB光栅,为进一步进行低成本高性能的半导体激光器芯片的制作奠定了良好基础。

521km超长站距无中继光传输系统研究

文章介绍了利用新型SMF-28ULL超低损耗光纤作为传输介质,使用相位啁啾、前向拉曼、增强型前向纠错(FEC)以及前置随路远程泵浦光放大(ROPA)技术,实现了2.5Gbit/s系统无中继521km的超长站距传输,这也是迄今所报道的使用前置随路ROPA技术所实现的距离最远的传输。

波导声光可调滤光器及其在WDM网络中的应用

声光可调滤光器具有调谐速度快、可调范围宽以及低的插入损耗和低的通道驱动功率等优点，而且还可以多波长同时选择，因此在未来的波分复用网络中极具应用潜力。文章介绍了这种可调滤光器的原理及特性。

50 Gbit/s PON高性能接收技术的研究

【目的】为了应对不断增长的超千兆需求,从千兆走向万兆,从第五代固定网络(F5G)走向高级第五代固定网络(F5.5G),50 Gbit/s无源光网络(PON)被认为是F5.5G的重要组成部分。故文章针对当前接入网络发展状况,对50 Gbit/s PON技术进行了深入研究。【方法】文章首先介绍了实现50 Gbit/s PON高灵敏度面临的困难,并提出了解决方案。方案中,50 Gbit/s的非归零(NRZ)信号通过雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode,APD)探测器,在强电场的作用下形成可被检测到的宏观电流,该电流通过跨阻放大器(TIA)放大并转换成电压输出。对其进行均衡处理,采用光数字信号处理(oDSP)芯片的前馈均衡器(FFE)和判决反馈均衡器(DFE)对脉冲信号的拖尾现象进行补偿后,再通过DFE将码间干扰的影响降到最低。接着重点分析了APD、TIA和oDSP等关键技术,并采用25与50 Gbit/s APD对接收性能进行比较。【结果】两组实验测试结果显示,第1组实验25 Gbit/s APD在测试时间4 min内接收信号无误码,接收光功率为-8.48 dBm,当误码率(BER)为2.78e-2时,接收光功率达-26.61 dBm;在使用50 Gbit/s APD的情况下,4 min内接收信号无误码时,接收光功率为-8.97 dBm。当BER为2.78e-2时,接收光功率达到-27.05 dBm,第2组数据50 Gbit/s APD-2也达到了同样的实验效果。【结论】50 Gbit/s APD接收灵敏度更高,性能更好,更适合使用在50 Gbit/s PON光模块中实现高性能接收。最后文章针对未来降成本方案在均衡技术与APD上的应用提出了可行性分析。

用于分布反馈光栅的纳米压印模板制作

高质量、低成本的压印模板的获得是采用纳米压印技术制作分布反馈光栅的难点,本文采用双层金属掩模及lift-off金属剥离方法制作了适用于紫外压印技术的石英基压印模板。首先,采用电子束光刻技术在镀钛的石英基片表面直写出DFB光栅的光刻胶图形,接着,在其表面溅射一层金属镍并进行金属剥离得到与光刻胶相对的图形,最后采用电感耦合等离子体(ICP)干法刻蚀技术将光栅图形转移到石英基片上,并对模板的表面进行了防粘连处理。所制作的DFB光栅压印模板周期为200nm,光栅中间具有λ/4相移结构,适用于1 310nm波长的相移型DFB半导体激光器光栅的制作。

100/400 Gbit/s PAM4光收发模块的技术分析

PAM4(四阶脉冲幅度调制)为100/400Gbit/s以太网提供了一种有效可行的解决方案。介绍了400Gbit/s以太网的技术标准进展和两种400Gbit/s光模块的封装形式,阐述了PAM4光收发模块的基本原理和结构框图,通过分析不同速率的技术方案和参数,表明28GBaud PAM4是实现400Gbit/s以太网传输较好的方案;综述了模块设计所需的器件、芯片、测试仪器和测试方案的现有技术水平,为100/400Gbit/s PAM4光收发模块的设计和实现提供参考。

超低损耗光纤是超长站距光通信的新选择

介绍了一种单模超低损耗G.652光纤,其与普通G.652D光纤的实验对比表明,该光纤在损耗、受激布里渊散射阈值、偏振模色散等方面具有较大优势,而其他指标则处于相当水平。分析表明,在一定条件下该光纤也具有相对的经济性优势。在"十二五"智能电网大发展时期,这种光纤无疑将成为延长配套光纤通信传输距离的另一有效解决方案。

单模光纤斜面连接的回波损耗

本文报道一种高回波损耗单模光纤斜面连接端子。用高斯光束耦合理论分析了其回波损耗特性。实验中测得该端子插入损耗小于０．６ｄＢ，回波损耗大于５３ｄＢ。理论研究指出，单模光纤斜面连接是研制高回波损耗光无源器件的有效方法。

电力系统光纤通信超长站距传输技术的研究

讨论了超长站距传输系统的各种实现技术。深入分析了超长站距传输系统的OSNR受限问题,提出并介绍了解决方案,重点包括光纤喇曼放大器和遥泵放大器。最后提出了2.5 Gbit/sSDH系统单跨距350 km无中继传输方案。