【摘 要】
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由于互联网和相关数据驱动应用的爆炸性增长,使低成本、高速率光纤通信系统的需求大幅提升,集成电吸收调制激光器（EML）作为光纤通讯的首选光源也成为当前的研究热点。在EML的制造技术中,选择区域外延生长叠层双有源区（SAG-DSAL）技术集成了对接生长技术、选择区域外延技术和双有源区叠层技术的优点,具有非常好的发展前景。本文对基于SAG-DSAL结构的电吸收调制激光器（SAG-DSAL-EML）进行相
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由于互联网和相关数据驱动应用的爆炸性增长,使低成本、高速率光纤通信系统的需求大幅提升,集成电吸收调制激光器（EML）作为光纤通讯的首选光源也成为当前的研究热点。在EML的制造技术中,选择区域外延生长叠层双有源区（SAG-DSAL）技术集成了对接生长技术、选择区域外延技术和双有源区叠层技术的优点,具有非常好的发展前景。本文对基于SAG-DSAL结构的电吸收调制激光器（SAG-DSAL-EML）进行相关研究,为了提高其在高频环境下的响应速率和解决激光器远场发散角过大的问题,本文提出利用掺铁掩埋技术对EML激光器结构进行优化,设计了新型掺铁掩埋结构SAG-DSAL-EML激光器。本文主要研究内容如下。（1）设计了基于In Ga As P/In P材料体系的1.31um掺铁掩埋结构SAG-DSAL-EML激光器。通过ALDS软件对EML有源区进行设计,参照不同材料组分、不同量子阱个数以及量子阱厚度下的激光器阈值、边模抑制比（SMSR）、光增益等特性,确定了所设计EML有源区的材料组分、最优量子阱个数和最优量子阱厚度。同时通过ALDS软件对所设计掺铁掩埋波导结构进行光场特性仿真,验证了所设计波导结构的合理性。制作了样本芯片并对其进行测试,得出所设计激光器的阈值电流为14.5m A,SMSR为45.64d B,70m A注入电流下,电吸收调制器-3d B的响应带宽为43GHz。（2）对所设计的1.31um掺铁掩埋SAG-DSAL-EML激光器进行仿真分析,研究掺铁掩埋波导结构和SAG-DSAL有源区结构对EML性能产生的影响,利用ALDS和HFSS分别搭建了EML的激光器部分和调制器部分仿真模型,对模型进行阈值分析、横向光场分析、稳态分析以及高频分析。结果表明与传统多量子阱结构相比,SAG-DSAL结构激光器阈值电流减少了13%;与传统脊波导结构相比,掺铁掩埋结构的侧向限制能力提高52%,激光远场横纵角度之差降低了40%,具有更小的远场发散角;与传统PNPN掩埋结构相比,掺铁掩埋结构的EAM在-3d B的响应带宽提高约24%。综合分析得出,掺铁掩埋结构在提高调制器部分高频响应的同时也减少了激光器的远场发散角。（3）为了准确的获取激光器腔面发生损伤时腔面温度变化的数据,设计了新型腔面温度测量模块,该模块引入偏振分光器、差分检测器、锁相放大器实现了对腔面损伤时的温度变化量的测量。本文对模块的测量原理与流程进行了详细介绍,经过分析,该模块具有较高的测量精度。
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