Recientemente, el equipo de investigación del Instituto de Semiconductores, Academia de Ciencias de China, completó con éxito un proyecto clave (2.95 millones de yuanes): Investigación sobre tecnologías clave de láseres integrados de ancho de línea estrecha de alta velocidad.
La comunicación óptica coherente es una tecnología de núcleo irremplazable en la transmisión de fibra óptica de capacidad ultra-larga y la comunicación con láser satelital. A diferencia de la comunicación óptica tradicional, la comunicación óptica coherente requiere que la fuente de luz de transmisión y la fuente de luz del oscilador local tengan anchos de línea extremadamente estrechos, y también exige un alto rendimiento en la modulación de alta velocidad y el ajuste de banda ancha.
Este proyecto propuso un nuevo concepto de análisis de estructura espectral ultra fina y coherencia de frecuencia de haz para láseres, y realizó pruebas y análisis en profundidad de las características espectrales dinámicas de los láseres de ancho de línea estrecha de alta velocidad basadas en esto. Se propuso una estructura láser de cavidad compuesta con retroalimentación tardía periódica de múltiples puntos, que puede lograr simultáneamente el ancho de línea estrecho y las características espectrales de ajuste de banda ancha. El contenido principal incluye:
(1) analizar las características de las unidades básicas (trenes de onda óptica) que constituyen el espectro, estudiando la implementación de la coherencia de frecuencia del haz y su impacto en las características espectrales;
(2) estudiar los mecanismos de regulación de la inyección eléctrica y la retroalimentación óptica sobre los modos láser;
(3) revelando la relación intrínseca entre la modulación de alta velocidad, el ancho de línea espectral y el ajuste de longitud de onda en los láseres. La investigación se basa en nuevos principios y estructuras de láseres integrados de ancho de línea estrecha de alta velocidad. Este proyecto establecerá una base importante para el desarrollo de fuentes de luz láser en la comunicación óptica de banda ancha de China y las redes integradas de tierra espacial.
El proyecto realizó una investigación teórica y experimental sobre las características espectrales de los láseres, completó el modelo de estructura espectral ultra fina y la investigación de coherencia de frecuencia; Estudió los mecanismos de regulación de la inyección eléctrica y la retroalimentación óptica sobre los modos láser, analizó los efectos de la potencia de inyección óptica, la polarización y la longitud de onda en los modos intrínsecos, y los efectos combinados del retraso de la cavidad de retroalimentación y las características de filtrado en las características espectrales, que proporcionan un teórico para el diseño de los láseres de línea estrecha; Investigaciones realizadas sobre la tecnología de diseño y fabricación de chips láser de ancho de línea estrecha de alta velocidad, propuso una nueva estructura de láseres de semiconductores de cavidad acoplados integrados, logrando simultáneamente un alto ancho de banda y láser de semiconductores de ancho de línea estrecho, con un ancho de banda de modulación láser de 18 GHZ y un anzuelo de 30khz; conducted research on the design and fabrication technology of tunable narrow-linewidth laser chips, proposed a linewidth narrowing scheme based on multi-period delayed feedback cavities, achieving a linewidth narrowing of more than three orders of magnitude, and simultaneously achieving wide-range wavelength tunability, with a laser wavelength tuning interval of 100GHz and a tuning range meeting the ITU-T's 24 channels, with each ancho de línea de longitud de onda inferior a 1 kHz; Los láseres de semiconductores de ancho de línea estrecha desarrollada han reemplazado productos extraños del mismo tipo en sistemas de comunicación láser espacial, terminales ópticas de transmisión de datos de la estación terrestre satelital y otros sistemas, y se han aplicado prácticamente.
