16信道0.35μmCMOS/VCSEL光发射模块

研究了垂直腔面发射激光器 (VCSEL)及其列阵器件的光谱特性、调制特性、高频特性及与微电子电路的兼容性 ,将 1× 16的VCSEL与CMOS专用集成电路进行多芯片组装 (MCM ) ,混合集成为 16信道VCSEL光发射功能模块 .测试过程中 ,功能模块的光电特性及其均匀性良好 ,测量的 - 3dB频带宽度大于 2GHz.     

光通信用垂直腔面发射激光器的进展

垂直腔面发射激光器(VCSEL)以其优异的性能有望成为信息时代的新光源.文章介绍了用于光通信的VCSEL的开发现状.     

A One‐Kilobit PQR‐CMOS Smart Pixel Array

The photonic quantum ring (PQR) laser is a three dimensional whispering gallery (WG) mode laser and has anomalous quantum wire properties, such as microampere to nanoampere range threshold currents and √T‐dependent thermal red shifts. We observed uniform bottom emissions from a 1‐kb smart pixel chip of a 32×32 InGaAs PQR laser array flip‐chip bonded to a 0.35 µm CMOS‐based PQR laser driver. The PQR‐CMOS smart pixel array, now operating at 30 MHz, will be improved to the GHz frequency range through device and circuit optimization.     

VCSEL偏振相关特性的实验研究

利用一套自己研制的实验装置对VCSEL的偏振相关特性进行了研究，包括偏振相关静态LI曲线、光谱以及时间响应等，分析了偏振模式分配噪声的产生机理。在此基础上提出了实现完全偏振稳定的设计思路。     

垂直腔面发射激光器的TO封装的耦合效率模拟分析

采用FRESNEL光学软件和MATLAB软件,详细分析了垂直腔面发射激光器的TO封装组件对耦合效率的影响.发现增加耦合透镜的折射率、减少管帽的高度和耦合透镜的尺寸可以提高耦合效率.     

大功率垂直腔面发射激光器列阵的串接结构

为了在不提高驱动电流的前提下增大垂直腔面发射激光器的输出功率,提出了一种将多个垂直腔面发射激光器芯片串接在一起的结构.首先,将垂直腔面发射激光器芯片焊接在氮化铝陶瓷热沉上,接着用金丝引线的方法以串联方式将芯片连接在一起.分别测试了串接4个、2个和单个芯片器件的微秒脉冲输出功率和纳秒脉冲输出功率,其分别为775,416,...     

垂直腔体面发射激光器等效电路模型在SPICE下的实现

介绍了一个基于速率方程的垂直腔体面发射激光器(VCSEL)的等效电路模型,该模型在电路模拟程序Pspice下得到了实现,其仿真结果与实验数据十分吻合。用C语言编写了一个可以自动生成VCSEL宏模型的网表自动生成器。     

微型铷原子钟专用795nm垂直腔表面发射激光器

针对铷(87 Rb)原子钟激励光源微型化和高温工作的特殊需求,设计并制备了对应铷原子能级跃迁的795nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)。首先,根据k·p理论计算了InAlGaAs/AlGaAs量子阱的价带能级和材料增益,得到最优的量子阱组分和厚度;然后,采用一维传输矩阵方法设计了795nm波段的布拉格反射器(DBR),根据完整结构VCSEL器件的驻波场分布设计了掺杂分布;最后,采用金属有机气相外延(MOVPE)技术生长了优化的795nm VCSEL外延结构,并制备了氧化限制型非闭合台面结构的795nm顶发射器件。实验显示:封装后的75μm口径器件可在室温至85℃范围内连续工作,最高功率为17mW,激光光束呈圆形,发散角为15°,激射波长的温漂系数为0.064nm/℃;在温度为52℃、注入电流为100mA时,激射波长位于794.7nm(对应铷原子钟需要的波长),基本满足铷原子钟激励光源对波长稳定和高温工作的要求。     

1.55 μm短腔垂直腔面发射激光器的优化设计

设计了一种基于InP衬底的1.55μm短腔垂直腔面发射激光器(VCSEL),先从结构上对上下反射镜进行了优化设计,然后重点对谐振腔的腔长进行了优化,采用1λ短腔结构,用Matlab软件进行了仿真,结果表明:优化后的VCSEL器件的输出功率为2.22mW,饱和松弛响应频率fR,sat为34.5GHz,最大-3dB带宽为30.5GHz,与目前此波段的最大带宽(19GHz)相比,提高了约60%。     

甚短距离光互连模块技术的发展动态

甚短距离光互连技术作为一种突破铜线互连传输瓶颈有效方法,受到了广泛关注。半导体光学器件技术、高速化集成电路技术和光电模块封装技术作为实现光互连的关键技术发展较为迅速。首先阐述了垂直腔面发射激光器的电路模型,然后针对光信号发送模块介绍了预加重补偿技术以及开环方式稳定光功率输出技术,并对如何提高光信号接收模块带宽性能的电路技术进行了分析。其次结合光互连模块技术标准的发展,以NEC公司的实用化甚短距离并行光互连模块为例,对其光电封装技术进行了说明,最后就甚短距离光互连技术所面临的课题及发展前景进行了总结。