本文介紹了4辆沦、8和12高速器件的單片集成長波垂直腔面發(fā)射激光器陣列。這些設(shè)備的光刻定義間距為250米识虚，在20公里的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖中具有10Gb/s的每通道帶寬肢扯。整個陣列的輸出性能是非常均勻的。發(fā)射波長是可尋址的電流調(diào)諧担锤，沒有任何誤碼率損失蔚晨。這為城域網(wǎng)絡(luò)提供了高度可擴(kuò)展的帶寬。通過從粗波分復(fù)用（WDM）到密集波分復(fù)用（WDM）操作的遷移妻献，在不進(jìn)一步投資發(fā)射機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施的情況下蛛株，帶寬從2.5Gb/s升級到80Gb/s是可行的。
用于高帶寬WDM-PONs的1.55um vcsel陣列(1)-設(shè)備結(jié)構(gòu)
垂直腔面發(fā)射激光器（VCSELs）已被證明是波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)（wdm-pon）中具有成本效益的光源笋粟，近年來制造技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展，特別是單片一維（1-D）和二維陣列制造析蝴。爆炸性的帶寬需求害捕，特別是在上傳和下載速度方面，將需要在接入網(wǎng)中采用WDM技術(shù)闷畸。由于電信系統(tǒng)的主要問題是連通性尝盼，因此未來的系統(tǒng)需要對稱的上下游帶寬。為了在未來實現(xiàn)有吸引力的市場條件佑菩，每帶寬的成本必須大幅降低盾沫。在這里，我們描述并描述了一種一維VCSELs陣列結(jié)構(gòu)殿漠，該結(jié)構(gòu)可以在不進(jìn)一步投資的情況下實現(xiàn)每個客戶帶寬的升級（從2.5Gb/s到潛在的80Gb/s甚至120Gb/s）赴精。在網(wǎng)絡(luò)初始化時，每個客戶處所的VCSEL發(fā)射機(jī)陣列將被配置為在一個波長通道上傳輸上游數(shù)據(jù)绞幌。用戶之間的波長信道間隔固定在粗波分復(fù)用（CWDM）網(wǎng)格上蕾哟。隨著需求的增加，每個客戶的每個CWDM信道的調(diào)制速率可能會增加到10gb/s，客戶可能會使用1×N VCSELs陣列中的所有激光器來傳輸平行的N×10Gb/s谭确。陣列內(nèi)激光器之間的波長間隔固定為密集波分復(fù)用（DWDM）帘营。
在本文中，我們首次進(jìn)行了調(diào)制帶寬超過10GHz的1.55um VCSEL陣列的數(shù)據(jù)傳輸實驗琼富，并提出了一種新的可擴(kuò)展帶寬升級的應(yīng)用方案仪吧。
設(shè)備結(jié)構(gòu)
本研究所采用分子束外延法在InP襯底上生長了所研究的激光器笆凌∪苟埽基本結(jié)構(gòu)是先前發(fā)表的高速1.55um VCSEL結(jié)構(gòu)凯旋，單片集成到一維陣列結(jié)構(gòu)中，光刻定義的間距為250um械蹋。
對于高帶寬的電信應(yīng)用，保持較低的寄生電容是必不可少的羞芍。這導(dǎo)致如圖1所示的結(jié)構(gòu)哗戈，具有10um厚的低介電常數(shù)鈍化苯并環(huán)丁烯，市售名稱為Cyclotene 3022-57荷科。該裝置本身只有30um寬唯咬。芯片的p側(cè)觸點可以在設(shè)備的頂部和底部進(jìn)行訪問，以實現(xiàn)各種安裝方式畏浆。在制造過程中胆胰，去除InP襯底，并集成電鍍金散熱器刻获。頂部和底部鏡面分別由33.5對InGaAlAs-InAlAs和3.5對附加Au涂層的CaF2-ZnS組成蜀涨。有源區(qū)包括七個由拉伸應(yīng)變勢壘分隔的壓縮應(yīng)變量子阱。電流約束由埋地隧道結(jié)完成蝎毡，允許用具有低損耗和歐姆加熱的n型材料代替p導(dǎo)電厚柳。所有激光器都是完全分離的，可以很容易地單獨解決沐兵。
圖1 1×12 VCSEL陣列的俯視圖和原理圖截面别垮，長度是250um
到目前為止，我們已經(jīng)制作了4扎谎、8和12個VCSEL陣列碳想，具有高成品率和良好的均勻性。單片集成一維陣列的主要優(yōu)點是固定間距簿透。再加上倒裝芯片的能力移袍，這些器件特別適合組合成集成光學(xué)系統(tǒng)，如聚合物基光波導(dǎo)板老充。此外葡盗，為了提供并行鏈路和光纖帶傳輸?shù)哪K，VCSEL陣列已經(jīng)成功部署。
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