光电公开课·第二讲

已经圆满结束啦！

本次公开课

依旧赢得了满堂喝彩

迷弟迷妹再次上线

对授课老师纷纷“爆灯打call~”

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有人欢喜有人忧

鉴于本次公开课群人数上限是500

不少来晚了的小伙伴都被“拒之群外”了

(小光也很无奈~)

没有机会进群听课

纷纷要求扩大群聊人数上线

（这个功能只能呼叫小龙锅来解决）

---BUT---

公开课错过了，但是这篇回顾文千万别错过了哦

让我们来回顾回顾昨天光电公开课

「光芯片」在线课堂的内容

本期公开课邀请了

台湾高雄应用科技大学教授

施天从教授为大家授课

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敲黑板！划重点！

干货来了！

激光芯片的相关知识

激光原理

DFB激光器

EML与集成激光器

VCSEL

一、激光形成机制

激光指通过受激辐射放大和必要的反馈，产生准直、单色（monochrome）、相干（coherent ）的光束的过程。产生激光3个要素：“谐振腔”（resonat Cavity）、“增益介质”（Gain medium）及 “抽运源”（Pumping）。

二、DML直调式激光器分类

常用的激光器，可以分成直调和外调。直调式激光器可以分为FB（Fabry-perot 法布里-珀罗激光器）、DBR（可调谐激光器）、DFB（分布式布拉格反馈式激光器）、PS-DFB、VSCEL（垂直腔面发射激光器）等几种。

FB激光器特性：其选择的波长是由共振腔的长度和激光波长所形成的。它的特性，是多模态的激发，速率短距离传输，通过两侧反射镜作光反馈。

DBR激光器特点：其光栅和增益区域分成两段，对模态起了选择作用，只对光栅的反射波长进行反射，所以是单模态的特性。

DFB激光器，其光栅和增益在同一个区域。当光栅在整个区域的时候，从共振模的理论来说，它在长波长和短波长是有两个模态的，损失和增益是一样的，这是DFB激光器比较大的特点。主要用于高速中长距离传输，通过光栅作光反馈。

VSCEL的垂直共振腔，主要由上下分布式布拉格反射镜（DBR）及有源增益区组成。由于量子阱厚度小，单程增益很小，因此反射镜的反射率较高。

三、DFB-LD芯片设计概念

DFB激光器的结构怎么做才能使其特性比较好，能够达到更高速的操作呢？如下图

首先，通过调整功能腔的长度和集装波导的宽度来实现。对于功能腔长度越短、集装波导越窄的情况，光子所占体积小，一致性较强，整个激光器的操作速度比较快。

其次，通过光栅的优化与kl设计，来提高其功能。

第三，通过最佳量子阱结构与掺杂分布，改善激光器操作频率。

第四，通过将接触电阻和串联电阻变小，将寄生电容变小，或者增加介质膜厚度减少电容，来增加操作频率。

四、DFB-LD制造工艺流程

五、TO-CAN激光封装工艺

六、外调式激光器（EML，EA-DFB）

举例说明

新光子学400GB/s PAM FRX&56GB EML

400G CFP8 PAM4收发器PT-C88F3XECL采用28G EML激光器设计，完全符合IEEE802.3BS 400GBase-FR8和LR8标准，链路距离分别达到2 km和10 km。它还符合CFP8多源协议（MSA）CFP8硬件规范。与100G CFP4解决方案相比，400GBase-FR8&LR8每GB的功耗不到一半。

新光子学56 GB电吸收（EA）调制DFB激光器（EML）专为100/400GE应用而设计。

■高带宽至50 GHz

■类似于28/43G EML的成熟技术

■经平台验证的高可靠性

■更高的工作温度，更低的功耗

2.Broadcom’s 400G LR8 (8x56G) EML

a.ML芯片在载体上

•支持8 x 28GBD PAM-4在“LAN-WDM”网格上

•目标CFP8应用程序

•在COC上进行净化和电光测试，以支持超稳定的28GBD操作

•温度匹配；工作温度50℃-60℃

•包括监视器光电二极管