Достижения кремниевой фотоники: лазеры на квантовых точках с размером 1.3-мкм

Новая разработка калифорнийского университета в Санта-Барбаре (США) – лазер на квантовых точках с характеристиками работы, аналогичными параметрам полупроводниковых лазеров. Для выращивания точек с размерами 1.3 мкм из иридия и мышьяка исследователи университета при содействии компании IQE использовали полупроводниковую германиевую подложку и технологию молекулярно-лучевой эпитаксии (III-V).

Исследователи уверены, что выращивание подобных квантовых точек является важным этапом на пути интеграции достижений в недорогие платформы, что приведёт к массовому применению кремниевой фотоники.

Новая разработка ведёт к производству пластин для вертикально-излучающих лазеров (VCSEL), которые использовались для производства коммуникационных модулей со скоростью работы до 40 Гбит/с и рассеиваемой энергией менее 100 фДж/бит.

Вертикально-излучающие лазеры с длиной волны 980 нм, созданные в техническом университете Берлина, показали экстремальную стабильность по температуре (до 85°C) во время скоростной работы.

Эффективность работы VCSEL-лазеров – критически важный фактор для снижения итогового энергопотребления в оптических межкомпонентных связях, применяемых в датацентрах. Новые лазеры на квантовых точках должны способствовать повышению эффективности.

Профессор центра нанофотоники в Берлине, Дитер Бимберг, отметил: «Это наименьшее из когда-либо достигнутых значений рассеиваемой энергии в полупроводниковых лазерах с любой длиной волны и скоростью работы. Результат достигнут при низкой плотности тока 10 кА/кв. см., что говорит о возможности использования компонентов в схемах надежных коммерческих оптических межкомпонентных соединений. VCSEL-лазер при скорости 40 Гбит/с рассеивает лишь 108 фДж на 1 бит – это в 4 раза меньше, чем у любого другого полупроводникового лазера».

Исследователи показали результаты своей работы на конференции по оптическим оптоволоконным коммуникациям (OFC).