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長春光機所實現100 fJ/bit超低功耗高速垂直腔面發射激光器

日期:2025-03-14 閱讀:264
核心提示:垂直腔面發射激光器(VCSEL)是光互連的核心光芯片,具有高速、低功耗優勢。大的偏置電流可以為VCSEL提供大的調制帶寬,以提升VC

 垂直腔面發射激光器(VCSEL)是光互連的核心光芯片,具有高速、低功耗優勢。大的偏置電流可以為VCSEL提供大的調制帶寬,以提升VCSEL傳輸速率導致功耗增加。因此近年來,隨著人工智能等新一代信息技術牽引光互連速率向200G方向發展,全球用于數據傳輸的能耗急劇增加。

針對這一問題,長春光機所Bimberg中德綠色光子學研究中心團隊提出基于氧化孔徑優化、光子壽命調控、增益腔模失配的VCSEL設計方法,獲得高速單模VCSEL芯片,提升調制帶寬并降低功耗,實現100m光纖條件下基于NRZ調制60Gb/s無誤碼傳輸速率,功耗98fJ/bit@50Gb/s、168fJ/bit@60Gb/s,指標達同類型器件國際先進水平。

長春光機所實現的100fJ/bit超低功耗高速垂直腔面發射激光器可解決高速光互連能耗激增問題,具有重要的應用前景。

相關成果以“Energy efficiency of 100 fJ/bit for bit rates beyond 50 Gb/s for 940 nm single mode VCSELs”為題目發表于Applied Physics Letters(文章鏈接:https://doi.org/10.1063/5.0247380)。

文章第一作者是中德中心Mansoor A.Maricar博士研究生,通信作者是田思聰研究員,研究得到了重點研發計劃項目的資助(No.2021YFB2801000)。

100m長光纖條件下VCSEL基于NRZ調制的60Gb/s眼圖和誤碼

 

不同設計的VCSEL的功耗與傳輸速率的關系,VCSEL功耗100fJ/bit@50Gb/s、168fJ/bit@60Gb/s。

來源:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所

 

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