据中国科学院半导体研究所官微消息,近日,中国科学院半导体研究所陈思铭研究员团队联合湖南汇思光电科技有限公司、深圳技术大学和国家信息光电子创新中心,在高速光通信量子点锁模光频梳的研究中取得新突破。团队通过创新的半导体量子点材料共掺杂技术与碰撞脉冲锁模方案,成功研制出可在高达140°C的极端温度下稳定工作的100 GHz量子点光频梳激光器 。该器件在工作温度、传输容量和可靠性方面均取得突破,为未来Tbps量级的光互连提供了关键的光源解决方案 。
该研究成果展现了优越的综合性能指标 :在室温(25°C)下,激光器实现了14.312 nm的3dB光学带宽,能够产生26个信道 。每个信道均可承载128 Gb/s的PAM-4调制信号;此器件在高达140°C的温度下仍保持稳定锁模;在85°C的工业级标准高温下,其关键性能指标几乎没有衰减,仍可达到22个信道稳定工作,支持总量2.816 Tb/s的数据传输 ;同时,其传输每比特数据的能耗在25°C和85°C下分别低至0.394 pJ和0.532 pJ ;通过在85°C高温下进行的超过1500小时的加速老化实验,推算出该器件的平均无故障时间(MTTF)长达207年 ,充分满足了严苛的商业应用要求。
该项工作不仅在实验上验证了在单一芯片上同时实现超高宽带、超高温、超长寿命和高集成度量子点光频梳的可能性,更为下一代数据中心、人工智能算力集群的光互连系统提供了性能强大、高经济效益的光源实现路径 。
(左)锁模光频梳示意图;(中)光频梳器件结构图;(右)室温下26个通道的光谱图