近期，中國科學院半導體研究所材料科學重點實驗室研究員楊濤 - 楊曉光團隊與研究員陸丹，聯合浙江大學兼之江實驗室 教授 吉晨，在高功率、低噪聲的量子點 DFB 單模激光器研究方面取得重要進展。
分布反饋（DFB）激光器具有結構緊湊、動態單模等特性，是高速光通信、大規模光子集成、激光雷達和微波光子學等應用的核心光源。特別是，以ChatGPT為代表的人工智能領域呈現爆發態勢，亟需高算力、高集成、低功耗的光計算芯片作為物理支撐，對核心光源的溫度穩定性、高溫工作特性、光反饋穩定性、單模質量、體積成本等提出了更高要求。
近期，中國科學院半導體研究所材料科學重點實驗室研究員楊濤-楊曉光團隊與研究員陸丹，聯合浙江大學兼之江實驗室教授吉晨，在高功率、低噪聲的量子點DFB單模激光器研究方面取得重要進展。該團隊采用高密度、低缺陷的疊層InAs/GaAs量子點結構作為有源區，結合低損耗側向耦合光柵作為高效選模結構，研制出寬溫區內高功率、高穩定、低噪聲、抗反饋的高性能O波段量子點DFB激光器。在25-85 °C范圍內，激光器輸出功率均大于100 mW，最大邊模抑制比超過62 dB；最低的白噪聲水平僅為515 Hz2 Hz-1，對應的本征線寬低至1.62 kHz；最小平均RIN僅為-166 dB/Hz（0.1-20 GHz）。此外，激光器的抗光反饋閾值高達-8 dB，滿足無外部光隔離器下穩定工作的技術標準。該器件綜合性能優異，兼具低成本、小體積的優勢，在大容量光通信、高速片上光互連、高精度探測等領域具有規模應用前景。
相關研究成果以High-Power, Narrow-Linewidth, and Low-Noise Quantum Dot Distributed Feedback Lasers為題，發表在Laser & Photonics Reviews上。研究工作得到國家重點研發計劃和國家自然科學基金等的支持。
圖1.?量子點材料的形貌和熒光特性，以及器件與光柵結構
圖2.?器件的輸出特性、光譜特性、光頻率噪聲特性和外部光反饋下的光譜穩定性
論文鏈 接：
https://doi.org/10.1002/lpor.202200979
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