单片AWG集成4通道12 GHz谐波锁模激光器

"这篇研究论文发表在IEEE Photonics Technology Letters, 2016年2月1日，卷28，第3期，探讨了一种基于阵列波导光栅（AWG）的单片4×12 GHz多通道谐波锁模半导体激光器。这种激光器工作在接近1535纳米的波长，通过集成半导体光学放大器（SOA）阵列、无源光学延迟线、400GHz通道间隔的AWG、饱和吸收体和一个公共输出SOA来实现。该设备的设计和制造是在欧洲JePPIX InP光子集成平台上完成的，采用多项目晶圆代工方法。实验显示了四个工作在第五次谐波锁模状态的波长通道，重复频率为12 GHz，射频（RF）3-dB线宽窄至6 kHz，显示出该设备是未来混合光学时间域应用中极具潜力的超紧凑多通道光源。" 该研究主要关注的是构建一种新型的高效能光通信设备，即基于AWG的多通道谐波锁模激光器。谐波锁模是一种激光操作模式，其中激光脉冲以整数倍的腔内自由谱范围（FSR）重复，这里的激光器能够在第五次谐波状态下运行，这意味着每个通道的脉冲重复频率是12 GHz，这是非常高的数据传输速率。 阵列波导光栅（AWG）是光通信中的关键组件，它能够根据波长对光进行分路和复用，从而实现多通道操作。在这个研究中，AWG具有400 GHz的通道间隔，这意味着它能够同时处理多个独立的光载波，显著增加了系统的容量和效率。同时，通过集成半导体光学放大器（SOA），可以提供必要的增益来补偿信号损失，而无源光学延迟线则用于调整各个通道的相位关系，以实现同步锁模。 此外，研究中还提到使用了一个饱和吸收体，这是一种非线性光学元件，可以在高功率下降低其吸收率，从而实现激光的锁模行为。这种结构允许激光器产生短而稳定的脉冲，对于高速通信系统至关重要。 最后，该激光器在实际测试中展示了3-dB射频线宽仅为6 kHz的优异性能，这表明了其频率稳定性和信噪比的优越性。这种超窄线宽对于高精度的时间和频率标准以及高数据速率通信系统是至关重要的。 这篇研究为未来光通信领域提供了新的思路，尤其是在开发超紧凑、高容量的多通道光源方面，这对于满足不断增长的数据传输需求和推动混合光学时间域应用的发展具有重要意义。