我們演示了寬可調(diào)諧微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）的直接調(diào)制设拟。波長調(diào)諧是通過電熱驅(qū)動基于SiOx/SiNy的MEMS分布式布拉格反射器（DBR）實現(xiàn)的慨仿。采用表面微加工的方法，在低溫等離子體增強(qiáng)的半VCSEL化學(xué)氣相沉積室中沉積DBR纳胧。實現(xiàn)了超過60nm的無模跳連續(xù)調(diào)諧镰吆，中心波長為1554nm。Max 3dB小信號調(diào)制響應(yīng)（S21）帶寬為7.05GHz跑慕。在10Gb/s的調(diào)諧范圍內(nèi)万皿，展示了背對背鏈路的準(zhǔn)無誤差操作，創(chuàng)紀(jì)錄的47nm調(diào)諧范圍核行，顯示了MEMS可調(diào)諧VCSEL作為接入網(wǎng)絡(luò)和互連中具有成本效益的光源的兼容性牢硅。
寬可調(diào)諧1550納米MEMSvcsel的10gb/s直接調(diào)制(1)-簡介
自1977年Iga首次提出垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）以來惩系，為了使其成為光通信中具有競爭力的高速光源位岔，已經(jīng)進(jìn)行了大量的發(fā)展。發(fā)射波長在850nm左右的GaAs VCSEL由于具有高調(diào)制帶寬和光輸出功率堡牡，已經(jīng)成為部署在多模光纖局域網(wǎng)中的主導(dǎo)光源抒抬。報告的z高數(shù)據(jù)速率可達(dá)71Gb/s，適用于鏈路長度<100m的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用悴侵。另一方面瞧剖，在1300-1600nm波長范圍內(nèi)發(fā)射的長波長VCSEL在電信領(lǐng)域也取得了顯著的成熟水平。對于快速發(fā)展的應(yīng)用可免，如計算機(jī)通信抓于、接入網(wǎng)、無線基站之間的互連和通信浇借，它們是非常有吸引力的光源捉撮。與傳統(tǒng)的邊緣發(fā)射分布反饋和分布反饋相比，VCSEL具有顯著的優(yōu)勢妇垢。
Bragg反射器（DBR）激光器具有相當(dāng)?shù)偷纳a(chǎn)成本巾遭，更小的閾值和驅(qū)動電流，對應(yīng)于更低的功耗闯估，更高的直接數(shù)字調(diào)制速率灼舍，更小的占地面積，晶圓級測試涨薪，高效的光纖耦合（由于圓對稱高斯光束分布）骑素，更短的腔長實現(xiàn)更大的自由光譜范圍（FSR），以及更容易的MEMS集成刚夺。然而献丑，在沒有任何外部機(jī)制的情況下末捣，這些激光器的熱可調(diào)諧范圍只有幾納米。
在通信波長周圍具有寬创橄、連續(xù)和無模跳調(diào)諧的特性在很大程度上增強(qiáng)了這些VCSEL的適用性箩做。廣泛可調(diào)諧VCSELs非常需要的一些應(yīng)用是長程可重構(gòu)波分多路無源光網(wǎng)絡(luò)（WDM-PON）系統(tǒng)，高性能計算機(jī)中的互連和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)妥畏。由于WDM-PON系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)設(shè)施要求每個光網(wǎng)絡(luò)單元都有一個特定波長的激光源邦邦，因此總體成本相對較高。
低成本咖熟、可廣泛調(diào)諧的VCSEL可用于備用圃酵、熱備份和固定波長激光替換等應(yīng)用柳畔，以減少庫存馍管。所謂的無色光源為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計人員提供了另一種程度的靈活性，以降低整體系統(tǒng)成本薪韩。這些問題對于光纖到戶和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用尤為重要确沸。
為了實現(xiàn)廣泛的可調(diào)諧性，不同的技術(shù)已經(jīng)適應(yīng)了不可調(diào)諧的VCSEL俘陷。例如罗捎，帶有GAAS基DBR的InAlGaAs-InP1550nm VCSEL具有高導(dǎo)熱性，并且可以在熱滾轉(zhuǎn)區(qū)域以上工作拉盾。這樣就可以在不集成任何可移動反射鏡的情況下實現(xiàn)15nm的連續(xù)波長調(diào)諧桨菜。然而，泵電流的大變化會導(dǎo)致輸出功率的顯著變化捉偏。懸臂式可移動反射器倒得，和使用高對比度光柵（HCG）或DBR的可移動膜結(jié)構(gòu)也常用于波長調(diào)諧。
它們可以由靜電夭禽、電熱或壓電力驅(qū)動霞掺。具有體加工MEMS DBR的VCSEL需要幾個獨立的外延生長和復(fù)雜的鍵合過程。HCG-VCSELs在極化控制讹躯、高速數(shù)據(jù)傳輸和高波長調(diào)諧速度方面具有廣闊的應(yīng)用前景菩彬；但廣泛的可調(diào)性仍然是一個研究課題。另一方面潮梯，與電泵浦VCSEL相比骗灶，光泵浦可調(diào)諧VCSEL自然具有更短的腔，表現(xiàn)出非常寬的調(diào)諧范圍秉馏。然而耙旦，直接調(diào)制是不可能的。通過采用表面微加工技術(shù)沃饶，我們已經(jīng)為上一代VCSEL（未針對高速應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化）展示了創(chuàng)紀(jì)錄的102nm單模連續(xù)調(diào)諧母廷。表面微加工消除了晶圓鍵合的需要轻黑，而是使用沉積的介電DBR反射鏡，這一方面帶來了更好的對準(zhǔn)精度和更好的均勻性控制琴昆，另一方面促進(jìn)了二維陣列的經(jīng)濟(jì)高效的批量生產(chǎn)氓鄙。利用外部加熱電流電熱驅(qū)動MEMS DBR實現(xiàn)寬調(diào)諧。
本研究中使用的有源VCSEL結(jié)構(gòu)由低介電常數(shù)(k)材料苯并環(huán)丁烯（BCB）封裝业舍。在之前的工作中抖拦，BCB MEMS VCSELs使用外部Mach-Zehnder調(diào)制器（MZM）進(jìn)行調(diào)制，并報道了在50公里光纖上在30nm調(diào)諧范圍內(nèi)無差錯的10Gb/s數(shù)據(jù)傳輸舷暮。直接調(diào)制的固定波長HCG-VCSEL具有Gb/s的無錯誤傳輸态罪，而直接調(diào)制的可調(diào)諧HCG-VCSEL具有5gb/s的傳輸，調(diào)諧范圍為7.2nm下面。在這項工作中复颈，通過表面微加工將MEMS DBR集成到BCB半VCSEL結(jié)構(gòu)中，并在MEMS VCSEL上演示了用223?1偽隨機(jī)二進(jìn)制序列（PRBS）直接調(diào)制10Gb/s的47nm連續(xù)調(diào)諧沥割。據(jù)我們所知耗啦，這是任何具有10Gb/s傳輸容量的直接調(diào)制激光二極管實現(xiàn)的寬調(diào)諧范圍。
本文簡要討論了有源VCSEL的結(jié)構(gòu)机杜，然后介紹了MEMS DBR的設(shè)計和制造帜讲。然后重點研究了不同調(diào)諧波長下的基本靜態(tài)特性。接下來椒拗，我們通過直接調(diào)制MEMS可調(diào)諧VCSEL來研究涉及小信號調(diào)制響應(yīng)和背靠背（BTB）數(shù)據(jù)傳輸?shù)膭討B(tài)響應(yīng)似将。
更多詳情請聯(lián)系昊量光電/歡迎直接聯(lián)系昊量光電
關(guān)于昊量光電：
上海昊量光電設(shè)備有限公司是光電產(chǎn)品專業(yè)代理商，產(chǎn)品包括各類激光器蚀苛、光電調(diào)制器在验、光學(xué)測量設(shè)備、光學(xué)元件等枉阵，涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工译红、光通訊、生物醫(yī)療兴溜、科學(xué)研究侦厚、國防、量子光學(xué)拙徽、生物顯微刨沦、物聯(lián)傳感、激光制造等膘怕；可為客戶提供完整的設(shè)備安裝想诅，培訓(xùn)，硬件開發(fā)，軟件開發(fā)来破，系統(tǒng)集成等服務(wù)篮灼。
您可以通過我們昊量光電的官方網(wǎng)站www.wjjzl.com了解更多的產(chǎn)品信息，或直接來電咨詢4006-888-532徘禁。
