垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）是光互連的核心光芯片，具有高速、低功耗優(yōu)勢(shì)。大的偏置電流可以為VCSEL提供大的調(diào)制帶寬，以提升VCSEL傳輸速率導(dǎo)致功耗增加。因此近年來(lái)，隨著人工智能等新一代信息技術(shù)牽引光互連速率向200G方向發(fā)展，全球用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎募眲≡黾印?/span>

針對(duì)這一問(wèn)題，長(zhǎng)春光機(jī)所Bimberg中德綠色光子學(xué)研究中心團(tuán)隊(duì)提出基于氧化孔徑優(yōu)化、光子壽命調(diào)控、增益腔模失配的VCSEL設(shè)計(jì)方法，獲得高速單模VCSEL芯片，提升調(diào)制帶寬并降低功耗，實(shí)現(xiàn)100m光纖條件下基于NRZ調(diào)制60Gb/s無(wú)誤碼傳輸速率，功耗98fJ/bit@50Gb/s、168fJ/bit@60Gb/s，指標(biāo)達(dá)同類型器件國(guó)際先進(jìn)水平。

長(zhǎng)春光機(jī)所實(shí)現(xiàn)的100fJ/bit超低功耗高速垂直腔面發(fā)射激光器可解決高速光互連能耗激增問(wèn)題，具有重要的應(yīng)用前景。

相關(guān)成果以“Energy efficiency of 100 fJ/bit for bit rates beyond 50 Gb/s for 940 nm single mode VCSELs”為題目發(fā)表于Applied Physics Letters（文章鏈接：https://doi.org/10.1063/5.0247380）。

文章第一作者是中德中心Mansoor A.Maricar博士研究生，通信作者是田思聰研究員，研究得到了重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的資助（No.2021YFB2801000）。

100m長(zhǎng)光纖條件下VCSEL基于NRZ調(diào)制的60Gb/s眼圖和誤碼

不同設(shè)計(jì)的VCSEL的功耗與傳輸速率的關(guān)系，VCSEL功耗100fJ/bit@50Gb/s、168fJ/bit@60Gb/s。

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所