Lasery s distribuovanou zpětnou vazbou (DFB), vyznačující se kompaktní strukturou a dynamickým singlemódem, jsou hlavními zdroji světla pro aplikace, jako je vysokorychlostní optická komunikace, rozsáhlá fotonická integrace, LIDAR a mikrovlnná fotonika. Zejména oblast umělé inteligence reprezentovaná ChatGPT vykazuje explozivní trend, který naléhavě potřebuje jako fyzickou podporu vysoký výpočetní výkon, vysokou integraci, nízkoenergetické optické výpočetní čipy a klade vyšší požadavky na teplotní stabilitu, vysokou teplotní provozní charakteristiky, stabilita optické zpětné vazby, kvalita v jednom režimu a objemové náklady na jádro světelného zdroje.
Nedávno tým Yang Tao-Yang Xiaoguang, výzkumníka z Key Laboratory of Materials Science, Institute of Semiconductor Research, Čínské akademie věd, a výzkumník Lu Dan, ve spojení s Ji Chen, profesorem na Zhejiang University a Zhijiang Laboratory , dosáhli významného pokroku ve studiu vysoce výkonných, nízkošumových kvantových teček DFB jednovidových laserů. Tým použil kvantovou tečkovou strukturu InAs/GaAs s vysokou hustotou a nízkými defekty jako aktivní oblast v kombinaci s nízkoztrátovou laterální vazební mřížkou jako účinnou strukturou selektivní na režim, aby vyvinul vysoce výkonnou kvantovou O-pásmovou bodový DFB laser s vysokým výkonem, vysokou stabilitou, nízkou hlučností a ochranou proti zpětné vazbě v široké teplotní oblasti. V rozsahu 25-85 stupně je výstupní výkon laseru větší než 100 mW a maximální poměr potlačení bočního režimu je větší než 62 dB; nejnižší úroveň bílého šumu je pouze 515 Hz2 Hz-1, což odpovídá vlastní šířce čáry 1,62 kHz; minimální průměrné RIN je pouze -166 dB/Hz (0.1-20 GHz). Laser má navíc prahovou hodnotu antioptické zpětné vazby až -8 dB, což splňuje technický standard pro stabilní provoz bez externích optických izolátorů. Díky vynikajícímu celkovému výkonu, nízké ceně a malé velikosti má zařízení vyhlídky na rozsáhlé aplikace v oblasti vysokokapacitní optické komunikace, vysokorychlostního optického propojení na čipu a vysoce přesné detekce.
Výsledky výzkumu byly publikovány v Laser & Photonics Reviews pod názvem High-Power, Narrow-Linewidth a Low-Noise Quantum Dot Distributed Feedback Lasers. Recenze fotoniky. Výzkumná práce byla podporována Národním klíčovým výzkumným a vývojovým programem Číny a Čínskou národní nadací pro přírodní vědy.
Institut polovodičů a další dělají pokrok ve výzkumu vysoce výkonných a nízkošumových kvantových teček DFB s jedním režimem laseru
Obr. 1 Morfologické a fluorescenční vlastnosti materiálů s kvantovými tečkami a struktury zařízení a mřížky
2 Výstupní charakteristiky, spektrální charakteristiky, optické frekvenční šumové charakteristiky a spektrální stabilita při externí optické zpětné vazbě zařízení Obr.
