Детальная информация
| Название | Энергоэффективность вертикально-излучающих лазеров спектрального диапазона 1,55 мкм с активной областью на основе напряжённых квантовых ям InGaAs/InAlGaAs = Energy efficiency of optical data transmission by 1.55 mum range vertical-cavity surface-emitting laser with the active region based on InGaAs/InAlGaAs quantum wells // Оптический журнал = Journal of optical technology: научно-технический журнал. – 2024. – № 12. — С. 35-45 |
|---|---|
| Авторы | Блохин С. А. ; Ковач Я. Н. ; Бобров М. А. ; Блохин А. А. ; Бабичев А. В. ; Карачинский Л. Я. ; Новиков И. И. ; Гладышев А. Г. ; Копытов П. Е. ; Папылев Д. С. ; Воропаев К. О. ; Егоров А. Ю. ; Тиэн С. ; Бимберг Д. |
| Выходные сведения | 2024 |
| Коллекция | Общая коллекция |
| Тематика | Радиоэлектроника ; Импульсные устройства ; вертикально-излучающие лазеры ; лазеры спектрального диапазона ; напряжённые квантовые ямы ; квантовые ямы ; технология спекания пластин ; амплитудные модуляции ; брэгговские отражатели ; vertically emitting lasers ; spectral range lasers ; strained quantum wells ; quantum wells ; wafer sintering technology ; amplitude modulations ; bragg reflectors |
| УДК | 621.373/374 |
| ББК | 32.847 |
| Тип документа | Статья, доклад |
| Язык | Русский |
| DOI | 10.17586/1023-5086-2024-91-12-35-45 |
| Права доступа | Доступ по паролю из сети Интернет (чтение) |
| Ключ записи | RU\SPSTU\edoc\75058 |
| Дата создания записи | 20.01.2025 |
Предмет исследования. Вертикально-излучающие лазеры спектрального диапазона 1,55 мкм на основе напряжённых квантовых ям InGaAs/InAlGaAs, изготовленные в рамках технологии спекания пластин гетероструктур распределённых брэгговских отражателей и оптического резонатора, выращенных методом молекулярно-пучковой эпитаксии. Цель работы. Оценка энергоэффективности передачи информации вертикально-излучающим лазером спектрального диапазона 1,55 мкм, изготовленным с использованием комбинированного метода спекания и молекулярно-пучковой эпитаксии, в широком диапазоне скоростей передачи данных 5-30 Гбит/с. Метод. Измерения глазковых диаграмм при амплитудной модуляции и различной скорости передачи данных, а также оценка полосы частот эффективной модуляции и динамической энергоэффективности лазера по результатам малосигнального частотного анализа. Основные результаты. Показано, что минимальная энергоэффективность на уровне 0,83 пДж/бит достигается при скорости передачи данных 20 Гбит/с для исследованных лазеров, что коррелирует с результатами теоретической оценки. При предельной скорости передачи данных 30 Гбит/с параметр энергоэффективности лазера возрастает до 1,2 пДж/бит, что связано с более медленным нарастанием частоты эффективной модуляции по сравнению с ростом энергопотребления при больших токах накачки. Практическая значимость. Полученные результаты важны при проектирования эффективных высокоскоростных оптоволоконных приёмопередатчиков на основе вертикально-излучающих лазеров спектрального диапазона 1,55 мкм.
Subject of study. Vertical-cavity surface-emitting lasers lasing at 1.55 mum based on strained InGaAs/InAlGaAs quantum wells, manufactured using wafer-fusion technology to bond heterostructures of distributed Bragg reflectors and an optical cavity grown by molecular beam epitaxy. Aim of study. Evaluation of the energy efficiency of information transmission using a 1.55 mum range vertical-cavity surface-emitting laser, fabricated using a combined wafer-fusion and molecular beam epitaxy techniques, in a wide range of data transfer rates of 5-30 Gbit/s. Method. Measurements of eye diagrams during large signal modulation at various data rates and estimation of the effective modulation bandwidth and dynamic laser energy efficiency from the results of small-signal analysis. Main results. It is shown that the minimum energy efficiency of 0.83 pJ/bit is achieved at a data rate of 20 Gbit/s for the lasers under study, which correlates with the results of the theoretical evaluation. A further increase in the operating current with the aim of achieving a higher data rate leads to a sharp increase in laser energy efficiency due to a slower increase in the modulation bandwidth compared to the increase in energy consumption. At the maximum data transfer rate of 30 Gbit/s, for which an open eye diagram was obtained, the laser energy efficiency increased to 1.2 pJ/bit. Practical significance. The obtained results are important for the design of efficient high-speed fiber optic transceivers based on 1.55 mum range vertical-cavity surface-emitting lasers.
