L-波段高速低啁啾直接調(diào)制激光器的研究.pdf

1、無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)是一種目前普遍采用的寬帶光接入方案。在已制定的10G和40G PON標(biāo)準(zhǔn)中，光鏈路終端（OLT）的下行波長被設(shè)置在L波段。電吸收調(diào)制激光器（EML）由于其低啁啾和高調(diào)制速度的特性，成為下一代高速 PON中下行鏈路的常用光源器件。但是，其復(fù)雜的有源層外延生長技術(shù)導(dǎo)致了該器件的可靠性問題以及較高的制作成本。相比而言，常規(guī)的分布反饋（DFB）半導(dǎo)體激光器具有可直接調(diào)制、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠行高、低成本和低功耗等優(yōu)點(diǎn)。然而

2、，DFB激光器在直接調(diào)制時(shí)存在較大的寄生啁啾。此啁啾增加了輸出光譜的線寬，使得該信號在標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（SMF）中傳輸時(shí)會產(chǎn)生更大的碼間串?dāng)_，極大的增加了色散功率代價(jià)，特別是當(dāng)工作波長處在SMF色散系數(shù)較大的L波段時(shí)，這個(gè)影響將變得十分嚴(yán)重，從而阻礙了直接調(diào)制DFB激光器在10G/40G PON下行鏈路中的應(yīng)用。
　　本文的主要目的是研究如何降低基于DFB結(jié)構(gòu)的直接調(diào)制激光器的寄生啁啾，并進(jìn)一步分析其在下一代高速PON中應(yīng)用的可行性。

3、
　　本論文的主要研究內(nèi)容及成果如下：
　　（1）建立了應(yīng)變多量子阱（SL-MQW）半導(dǎo)體激光器材料增益模型，并完成了數(shù)值仿真。通過與已發(fā)表文獻(xiàn)結(jié)果比對，驗(yàn)證了分析工具的準(zhǔn)確性和可靠性；
　?。?）分析了減小DML寄生啁啾的方法，并采用增益失諧技術(shù)為主要手段，對InAlGaAs SL-MQW有源區(qū)材料的帶隙寬度、應(yīng)變量及阱寬進(jìn)行了全面優(yōu)化，完成了低啁啾DML激光器的理論設(shè)計(jì)；
　?。?）根據(jù)理論優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果，實(shí)際

4、制作了 L波段 SL-MQW DML芯片。首先，我們對芯片的靜態(tài)輸出和單模特性進(jìn)行了測試，包括輸出功率電流特性、邊模抑制比等，測試結(jié)果達(dá)到預(yù)期指標(biāo)。之后，芯片經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)的無制冷封裝成TOSA器件后在10G PON系統(tǒng)構(gòu)架下進(jìn)行了模塊級別的傳纖測試。結(jié)果表明信號在20 km光纖中傳輸后誤碼率滿足要求，而總功率代價(jià)未達(dá)標(biāo)。最后，對測試結(jié)果進(jìn)行了分析。
　?。?）對所研制的器件進(jìn)行了加速老化壽命測試，以期對該器件的可靠性做進(jìn)一步研究分析。