【网络技术-系统集成-新型波导光栅技术及在波分复用光子集成中的应用】
光子集成是当前光通信领域的重要研究方向,它旨在通过将多个光子元件集成到一个单一芯片上,以解决传统光系统体积庞大、结构复杂、可靠性下降以及能耗和管理成本高的问题。随着通信业务的快速发展,对光通信容量的需求持续增长,光子集成被视为解决这些挑战的关键技术。
波分复用(WDM)技术是提高信息容量的主流手段,其中,WDM集成芯片是核心部件,通常包含多波长分布反馈(DFB)激光器阵列和无源滤波器。多波长DFB激光器阵列的制造是整个过程中最具挑战性的部分。
新型波导光栅技术在此发挥了关键作用。波导光栅是一种用于控制光波传播的微结构,它可以实现光的反射、透射和模式选择。文章介绍了重构等效啁啾(REC)技术,这是一种制造DFB激光器阵列的新方法。REC技术利用等效相移和等效啁啾提高单模激光器的成品率,仅需在常规工艺中增加微米级别的光刻步骤,降低了成本且工艺流程简化。
文章详细阐述了REC技术的基本原理,包括如何通过取样相位和周期的改变来调控子光栅的光栅形貌,以实现所需性能。此外,REC技术设计的整体思路和流程也得到了清晰的展示。
在实际应用方面,文章展示了基于REC技术的特殊DFB半导体激光器和阵列的实验研究成果。其中包括首次实现的等效28相移、3相移DFB激光器,它们在小信号频率响应、IdB压缩点和3阶交调失真测试中表现出色,同时也成功应用于1.0-Gb/s和14Gb/s的光载无线(RoF)传输系统。此外,还首次提出了高性能的Y分支波导和等效切趾DFB激光器,这些结构能够显著抑制边模,提高激光器的单模特性,并减少空间烧孔效应,优化高电流下的性能。
文章的另一亮点是微结构准相位匹配技术(MS-QPM),REC技术作为其一维特例,被深入探讨。MS-QPM揭示了其物理本质,并讨论了其潜在的应用价值,为未来光子集成的发展提供了新的思路。
总的来说,这篇论文对光子集成领域的最新进展,特别是新型波导光栅技术及其在WDM光子集成中的应用进行了全面的阐述,展示了REC技术和MS-QPM在优化DFB激光器性能和实现高效集成方案上的巨大潜力。这项工作不仅推动了光通信技术的进步,也为未来的光子集成器件设计提供了宝贵的研究基础。