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“高速分布反馈半导体激光器···”项目获国家技术发明二等奖

  一年一度的国家科学技术奖励大会于1月18日上午在人民大会堂隆重举行。由WTD和清华大学合作完成的高速分布反馈半导体激光器及其与电吸收调制器单片集成光源项目,获得了2012年度国家技术发明奖二等奖。其主要完成人是:罗  毅、孙长征、熊  兵(清华大学);阳红涛、王任凡(WTD);柴广跃(恒宝通)。

  分布反馈半导体激光器与电吸收调制器集成光源,属于光电子器件技术领域,其特征在于:所述的DFB激光器采用由周期性排列的有源层材料形成的光栅结构,所述的集成光源的有源层材料采用一次外延生长实现的量子阱结构。该技术发明还包括上述集成光源的制作工艺,其特征在于:所述的集成光源的有源层可以在一次外延过程中生长完毕,可以通过提高有源层量子阱个数来提高所述的EA调制器的调制速率,并通过刻蚀有源层材料实现所述的DFB激光器中的光栅。该技术发明还综合考虑了DFB激光器和EA调制器性能优化的趋势,同时优化集成光源中两个器件的性能,并且制作工艺简单。在高速光纤通信系统中具有广泛的应用前景。

  以光纤网络为根本的信息基础设施建设是一个现代国家基础性和战略性的长期任务。分布反馈(DFB)半导体激光器及其与电吸收(EA)调制器集成光源等高速光源是光纤骨干网、城域网络中的核心器件,是信息网络技术的战略制高点,技术含量高、难度大。发展具有自主知识产权的核心光电子器件,对于我国信息基础设施建设的可持续发展乃至国家安全具有重大的战略意义。

  该项目针对光纤骨干网、城域网络对高端核心光源器件的重大需求,在国家自然科学基金杰出青年基金、重大/重点项目、以及“863”和“973”等十余项国家项目的支持下,历时近20年的长期攻关,形成了系列自主知识产权,共发表SCI收录论文32篇,国际会议特邀报告16篇,申请发明专利15项、授权8项,培养研究生25名。

  主要科技创新如下:

  1. 针对传统折射率耦合DFB激光器/ EA调制器集成光源普遍存在的单模成品率低、工艺复杂度高的问题,首次提出增益耦合DFB激光器/EA调制器单片集成光源,并证明其较折射率耦合DFB激光器/EA调制器集成光源具有单模成品率高、抗端面反射能力强等优点。

  2. 针对传统折射率耦合系数计算方法难以应用于增益耦合DFB激光器的优化设计这一难题,首次提出可应用于任意形状光栅的增益耦合系数计算与优化模型,用于增益耦合DFB激光器的光栅设计,从而设计并制作出调制带宽超过15 GHz、边模抑制比大于50 dB的AlGaInAs DFB激光器,为无制冷集成光源的研制奠定了重要基础。

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