用于下一代以太網(wǎng)的可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器研究.pdf

1、以太網(wǎng)以其低成本、高可靠性和安裝維護(hù)簡易等優(yōu)點成為普遍采用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，隨著用戶對數(shù)據(jù)傳輸和接入帶寬的需求越來越大，以太網(wǎng)逐漸經(jīng)歷了標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)等各個階段。以太網(wǎng)在電信化和數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用，更是推動了40 Gb/s和100Gb/s下一代以太網(wǎng)的快速商用。可是，當(dāng)前已有的下一代以太網(wǎng)光發(fā)射機(jī)大多基于分布反饋激光器設(shè)計，復(fù)雜的工藝和昂貴的成本制約著其大規(guī)模應(yīng)用。V型耦合腔可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器不僅能夠很好地解決這個問題，而且能

2、夠滿足未來面臨更大帶寬需求時系統(tǒng)升級，動態(tài)組網(wǎng)的需要。本文主要研究用于下一代以太網(wǎng)的V型耦合腔可調(diào)諧激光器。
　　首先，我們介紹了V型耦合腔可調(diào)諧激光器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，并將該結(jié)構(gòu)運用于1310nm波段可調(diào)諧激光器的設(shè)計中，針對該波段改用AlGaInAs材料量子阱結(jié)構(gòu)作為有源層，以提升溫度穩(wěn)定性，并重新設(shè)計了層狀結(jié)構(gòu)和波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。諧振腔參數(shù)也進(jìn)行了優(yōu)化，以獲得較大的波長調(diào)諧范圍和較高的邊模抑制比，并在半波耦合器的設(shè)計中，加入兩個

3、延展區(qū)域用于優(yōu)化附加損耗。
　　接著，我們按照設(shè)計制作了實際器件，分析了波導(dǎo)內(nèi)切和AlGaInAs材料量子阱側(cè)向刻蝕現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，并進(jìn)行了改進(jìn)，成功制作出性能優(yōu)異的1310nm波段V型耦合腔可調(diào)諧激光器。通過單電極電流熱調(diào)諧，實現(xiàn)了22個100 GHz信道間隔的連續(xù)波長切換，邊模抑制比超過30 dB。
　　最后，我們設(shè)計了滿足100GBASE-LR4規(guī)范的V型耦合腔可調(diào)諧激光器，并利用時域行波模型仿真了其靜態(tài)和動態(tài)特性。通