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1949年,伴随着新中国的诞生,中国科学院成立。
作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。 更多简介 +
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分布反馈(DFB)激光器具有结构紧凑、动态单模等特性,是高速光通信、大规模光子集成、激光雷达和微波光子学等应用的核心光源。特别是,以ChatGPT为代表的人工智能领域呈现爆发态势,亟需高算力、高集成、低功耗的光计算芯片作为物理支撑,对核心光源的温度稳定性、高温工作特性、光反馈稳定性、单模质量、体积成本等提出了更高要求。
近期,中国科学院半导体研究所材料科学重点实验室研究员杨涛-杨晓光团队与研究员陆丹,联合浙江大学兼之江实验室教授吉晨,在高功率、低噪声的量子点DFB单模激光器研究方面取得重要进展。该团队采用高密度、低缺陷的叠层InAs/GaAs量子点结构作为有源区,结合低损耗侧向耦合光栅作为高效选模结构,研制出宽温区内高功率、高稳定、低噪声、抗反馈的高性能O波段量子点DFB激光器。在25-85 °C范围内,激光器输出功率均大于100 mW,最大边模抑制比超过62 dB;最低的白噪声水平仅为515 Hz2 Hz-1,对应的本征线宽低至1.62 kHz;最小平均RIN仅为-166 dB/Hz(0.1-20 GHz)。此外,激光器的抗光反馈阈值高达-8 dB,满足无外部光隔离器下稳定工作的技术标准。该器件综合性能优异,兼具低成本、小体积的优势,在大容量光通信、高速片上光互连、高精度探测等领域具有规模应用前景。
相关研究成果以High-Power, Narrow-Linewidth, and Low-Noise Quantum Dot Distributed Feedback Lasers为题,发表在Laser & Photonics Reviews上。研究工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等的支持。
图1. 量子点材料的形貌和荧光特性,以及器件与光栅结构
图2. 器件的输出特性、光谱特性、光频率噪声特性和外部光反馈下的光谱稳定性
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