硅上集成混合量子点微环激光器

未来高性能计算机需要高度动态的数据速率，例如交换机集线器之间需要每秒几Tb的通信带宽，节点和集线器之间需要每秒数百Gb的带宽，才能克服流量快速增长带来的挑战。硅上集成光子互连由于其在高吞吐量和密集集成方面的基本优势，被认为是低成本、高效率和高速数据通信的最佳解决方案之一。应用波分复用(WDM)等信号复用技术，在硅上集成实现了大带宽的数据链路。在这样的系统中，芯片级、稳健、低功耗的激光光源是硅平台的关键部件，也是硅集成平台的基本限制之一。近日，来自美国惠普实验室的研究人员们报告了第一个混合硅微环激光器量子点(QD)增益材料，在非冷却，高效率和隔离无操作方面显示了巨大的潜力。混合硅QD激光器有一个直径50μm的微环腔，包含有InAs/GaAs QD增益材料，发射波长为1.3 μm。在室温下，连续波(CW)工作时其阈值电流低至0.7 mA，该激光器可在70℃以下工作。据目前所知，这项研究演示的这种混合QD激光器具有15 Gb/s的创纪录的直接调制速率和1.2 PJ/bit的能量效率。研究人员们相信，这项研究带来了带来了巨大的好处，优越的QD激光材料和混合光子集成不仅可用于数据通信，而且还可用于光存储和许多其他新兴的领域。

图：硅上集成混合QD 微环激光器结构及其制造过程