我們使用兩個(gè)直接調(diào)制的1.5μm單模VCSELs產(chǎn)生100Gb/s極化多路4級(jí)脈沖振幅解調(diào)信號(hào)驯遇。相干檢測(cè)和數(shù)字信號(hào)處理使400公里標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（SSMF）傳輸具有20%的損耗HD-FEC。
使用直接調(diào)制vcsels和相干檢測(cè)生成和傳輸100 Gb/s PDM 4-PAM-器件設(shè)計(jì)與性能
使用數(shù)字相干檢測(cè)的100Gb/s偏振分復(fù)用正交相移鍵控（PDM-QPSK）在光傳輸網(wǎng)絡(luò)中被廣泛部署陡叠，高達(dá)1Tb/s的更高比特率正在開(kāi)發(fā)中玩郊。因此，在不久的將來(lái)匾竿，城域網(wǎng)絡(luò)也迫切需要從10Gb/s升級(jí)到100Gb/s甚至更高瓦宜。與光傳輸網(wǎng)絡(luò)相比，城域網(wǎng)絡(luò)對(duì)成本岭妖、占用空間和功耗更為敏感临庇。雖然城域網(wǎng)絡(luò)覆蓋的距離比長(zhǎng)途系統(tǒng)短得多，但傳統(tǒng)的城域光纖通常具有高偏振模色散（PMD）和大色散（CD）變化昵慌。在100Gb/s及以上的速度下假夺，數(shù)字相干檢測(cè)是滿足大PMD和CD容差的一種經(jīng)濟(jì)有效的解決方案，但要實(shí)現(xiàn)小尺寸斋攀、低功耗和低成本已卷，還必須進(jìn)行重大開(kāi)發(fā)。
垂直腔面發(fā)射激光器（VCSELs）由于其低成本淳蔼、高能效和占地面積而主導(dǎo)著短距離和低數(shù)據(jù)速率的應(yīng)用侧蘸。采用直接檢測(cè)的方式，單模1.5μmvcsel實(shí)現(xiàn)了40Gb/s的運(yùn)行和10Gb/s下100公里的傳輸距離鹉梨。使用4級(jí)脈沖幅度調(diào)制（4PAM）和偏振復(fù)用的VCSEL的100Gb/s短距離（100m）鏈路也已被驗(yàn)證讳癌。直接調(diào)制VCSEL通常被認(rèn)為不適合在高數(shù)據(jù)速率下傳輸距離在100到1000公里之間的城域網(wǎng)絡(luò)，直到zui近存皂，我們通過(guò)直接調(diào)制單個(gè)1.5μm VCSEL和3-PAM在33.35-Gbaud下進(jìn)行偏振分復(fù)用（PDM）仿真階段和數(shù)字相干檢測(cè)晌坤，在標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（SSMF）上以105.7Gb/s的線率演示了960公里的傳輸。這些結(jié)果表明旦袋，結(jié)合相干檢測(cè)的VCSELs直接強(qiáng)度調(diào)制可以作為基于相位/正交調(diào)制器的PDM-QPSK的低成本替代方案骤菠。
在本文中，我們講述了由兩個(gè)直接調(diào)制的偏振穩(wěn)定VCSELs偏振復(fù)用產(chǎn)生100Gb/s（線速率）信號(hào)疤孕。我們還使用25-Gbaud的4-PAM商乎，而不是33.35Gbaud的3PAM，這與典型的100-Gb/s鏈路上使用的PDM-QPSK編碼更兼容祭阀。
器件設(shè)計(jì)與性能
如圖1(a)所示截亦，本實(shí)驗(yàn)中使用的兩個(gè)C波段VCSELs采用短腔（SC）設(shè)計(jì)，由兩個(gè)介電ZnS/AlF3分布式布拉格反射器（DBR）作為上下反射鏡組成柬讨。高折射率和低折射率四分之一波介電層之間的折射率對(duì)比導(dǎo)致光場(chǎng)進(jìn)入介電鏡的有效穿透長(zhǎng)度比半導(dǎo)體層減少崩瓤。減小的腔長(zhǎng)提高了弛豫共振頻率，為本實(shí)驗(yàn)中使用的設(shè)備提供了17GHz的調(diào)制帶寬踩官。這兩個(gè)器件都由五個(gè)壓縮應(yīng)變的AlGaInAs量子阱組成却桶，這些量子阱嵌入在低氮摻雜的InP層和高磷摻雜的AlInAs包層之間。電流約束是通過(guò)圓形p+-AlGaInAs/n+-GaInAs埋隧道結(jié)（BTJ）實(shí)現(xiàn)的，而B(niǎo)TJ區(qū)域外的電流阻塞是通過(guò)反向偏置n+p結(jié)實(shí)現(xiàn)的颖系。對(duì)于高速性能嗅剖，芯片和接觸墊寄生的減少是通過(guò)鈍化與苯并環(huán)丁烯（BCB）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
圖1 a)SC-VCSEL示意圖（未按比例）嘁扼；
b)VCSEL 1的功率-電流-電壓特性與直流電流的關(guān)系
本實(shí)驗(yàn)使用兩個(gè)SC-VCSELs信粮，BTJ直徑（dBTJ）為5μm。在這兩種情況下趁啸，閾值電流為0.95mA强缘，Max輸出功率為4.2mW，溫度為20°C不傅。這些器件的功率-電壓-電流特性如圖1b所示旅掂。使用溫度調(diào)諧和電流調(diào)諧將兩種不同激光器的波長(zhǎng)匹配到1544.58nm。因此访娶，這兩個(gè)器件分別在20.3°C（VCSEL 1）和30°C（VCSEL 2）下工作商虐，分別為11.49mA和8.40mA。
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