高速电吸收调制激光器(EML)

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项目简介

  在光纤通信的干线网络中,实现大容量、长距离传输是光传输系统最主要的两个指标。然而由于频率啁啾的存在,直接调制半导体激光器在长距离传输系统中受到限制,主要用于接入网和数据中心等应用场景中。高速电吸收调制激光器(EML)是集成了分布反馈(DFB)激光器与电吸收调制器(EA)的光子集成器件。EML由DFB激光器实现光源功能,由EA实现高速调制功能。与直调DFB激光器相比,EML具有低成本、低啁啾、高调制速率、传输距离长的特点,已经成为高速骨干网和城域网光发射模块的最佳解决方案。半导体所光子集成技术研究组,长期从事EML相关研究工作。自1997年起,研究组先后实现了2.5Gb/s、10Gb/s速率和33GHz带宽的可应用于40Gb/s速率的EML激光器。具有自主可控的MOCVD光子集成材料生长技术以及多种具有自主知识产权的工艺技术,具备激光器芯片小规模制备能力。

应用领域

  高速电吸收调制EML激光器芯片的主要应用场景是光纤通信领域,包括骨干网、接入网和数据中心等不同的应用场景。大数据时代,信息容量呈指数形式增长,整个光纤通信网络都在向着更高的速率迈进。在骨干网中,带宽大于50GHz,调制速率达到80Gb/s-100Gb/s的EML将在骨干网中有非常广阔的应用前景。在接入网中,正在布局的10G-EPON和GPON中使用EML可以显著提升OLT端下行速率并且拓展接入网传输距离,在25G-PON中,高速率OLT光模块也将给予EML更广阔的市场应用空间。在数据中心,目前的主流400Gb/s方案(4λ)中,单波100Gbit/s的主要实现方案就是50GBaud/s的PAM4调制的EML,旭创、住友、AOI等国内外企业均有产品在售,特别是无制冷EML技术的突破后,进一步降低成本,未来EML将广泛用于数据中心等应用场景中。

  一直以来我国高速光电子芯片特别是10G以上的光电子芯片长期依赖进口,国内急需突破高速率激光器芯片及其相关集成技术,打破国外企业在高端光子芯片方面的垄断,提升相关产品以及产业在国际市场中的竞争力。

  半导体所研制的高速EML集成芯片目前提供给北京邮电大学、清华大学、北京大学等高校,用于光通信相关科研工作。未来有望进行产业化转移,用于5G、数据中心、接入网等领域。

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