1.58微米集成DBR-ITG激光器提升光纤带宽

在光纤通信领域，新型的集成激光器正崭露头角，特别是那些工作在波长范围1.5~1.6微米的超低耗单片集成光学器件，因为它们具有显著的优势。近期的研究已经实现了将1.5~1.6微米的GaInAsP/InP激光器与分布式布拉格反射波导（DBR）集成，形成了一种名为DBR-ITG的创新结构。这种设计的关键在于，通过精确匹配有源波导和外波导的电场分布以及等效折射率，实现了极高的耦合效率，从而提高了光纤的传输带宽。 DBR-ITG激光器的特点在于其动态光谱特性，这使得其在实际应用中表现出色。例如，报道中提到的室温工作的BJB-DBR GaInAsP/InP集成激光器，其结构包括有源波导和外波导，其中外波导表面经过特殊处理以形成分布式布拉格反射器，减少波导连接损耗。通过优化波导的厚度和材料组成，如InP外波导带隙波长λ'ge和外波导包层厚度，可以进一步提升耦合效率，甚至达到接近100%的理想状态。 制造这类集成激光器采用先进的两步两相溶液液相外延生长技术，确保了高质量的层叠结构。整个工艺过程涉及多层材料的精确控制，包括防回熔层的设计，这些细节对于激光器性能的优化至关重要。 图1展示了波长1.62微米的BJB-DBR集成激光器的构造，而图2则展示了有源波导和外波导之间功率耦合系数随位移变化的关系，显示了耦合效率随着结构参数调整的优化效果。尽管计算中未考虑辐射模的影响，但这种方法对于低损耗连接的激光器设计来说，对结果影响不大。 新型集成激光器的发展不仅提升了光纤通信的效率，也为未来光通信系统提供了可能的性能升级。随着技术的不断进步，我们期待看到更多此类高性能、低能耗的集成光学器件的应用。