半導體所在高功率、低噪聲的量子點DFB單模激光器研究

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。

審核編輯：劉清