加州大学研发新型高通道数硅上量子点激光器数据传输速率高达4.1 Tbps

2019-02-19 14:44

据外媒报道，加州大学（UCSB）的一个研究小组已经成功创建了一个高通道数20 GHz无源锁模量子点激光器，也是该小组首次在硅衬底上直接生长的这种新型激光器。

研究人员表示，该微米级激光器具有4.1 Tbit / s的数据传输容量，比目前最佳数据传输商业标准已经提前了整整十年（目前以太网的速度为400 Gbit / s）。该技术是通过行之有效的波分复用（WDM）技术研发的最高效技术。

“我们希望在一个廉价的光源中产生更多的相干波长。”Songtao Liu（其中一位研究人员）表示，“量子点能提供宽增益谱，这也是我们能实现高通道数的原因。”

激光器实行了锁模以防止激光腔中的波长竞争产生噪声，同时还能稳定数据传输过程。这种锁模能形成具有6.1nm 3dB光学带宽的频率梳。

该激光器或将成为硅电子和光子集成电路（EPICS）的一部分。虽然硅是光质量的良好材料，它可以引导和保存并且很容易以低成本实现大量生产，但是却不太适合产生光。Liu表示：“如果想要有效的产生光，则需要一个直接带隙半导体。而硅则是一种非直接带隙半导体。”在UCSB的纳米加工工厂中逐个分子在硅上生长的量子点激光器是一种利用了几种半导体材料的电子特性来提高性能和功能（包括它们的直接带隙）以及硅本身良好状态的结构。

自从John Bowers和他的UCSB小组在10年前联合英特尔演示了全球首个混合硅激光器以来，硅光子世界不断创造出更高效率、更高性能的技术，同时还维持了尽可能小的占地面积，以便实现大规模生产。Bowers和Liu表示，他们研发的硅上量子点激光器是目前最先进的技术，可为未来的设备提供卓越的性能。