我們(men) 演示了寬可調諧微機電係統（MEMS）垂直腔麵發射激光器（VCSEL）的直接調製。波長調諧是通過電熱驅動基於(yu) SiOx/SiNy的MEMS分布式布拉格反射器（DBR）實現的。采用表麵微加工的方法，在低溫等離子體(ti) 增強的半VCSEL化學氣相沉積室中沉積DBR。實現了超過60nm的無模跳連續調諧，中心波長為(wei) 1554nm。Max 3dB小信號調製響應（S21）帶寬為(wei) 7.05GHz。在10Gb/s的調諧範圍內(nei) ，展示了背對背鏈路的準無誤差操作，創紀錄的47nm調諧範圍，顯示了MEMS可調諧VCSEL作為(wei) 接入網絡和互連中具有成本效益的光源的兼容性。
寬可調諧1550納米MEMSvcsel的10gb/s直接調製(1)-簡介
自1977年Iga首次提出垂直腔麵發射激光器（VCSEL）以來，為(wei) 了使其成為(wei) 光通信中具有競爭(zheng) 力的高速光源，已經進行了大量的發展。發射波長在850nm左右的GaAs VCSEL由於(yu) 具有高調製帶寬和光輸出功率，已經成為(wei) 部署在多模光纖局域網中的主導光源。報告的z高數據速率可達71Gb/s，適用於(yu) 鏈路長度<100m的數據中心国产成人在线观看免费网站。另一方麵，在1300-1600nm波長範圍內(nei) 發射的長波長VCSEL在電信領域也取得了顯著的成熟水平。對於(yu) 快速發展的国产成人在线观看免费网站，如計算機通信、接入網、無線基站之間的互連和通信，它們(men) 是非常有吸引力的光源。與(yu) 傳(chuan) 統的邊緣發射分布反饋和分布反饋相比，VCSEL具有顯著的優(you) 勢。
Bragg反射器（DBR）激光器具有相當低的生產(chan) 成本，更小的閾值和驅動電流，對應於(yu) 更低的功耗，更高的直接數字調製速率，更小的占地麵積，晶圓級測試，高效的光纖耦合（由於(yu) 圓對稱高斯光束分布），更短的腔長實現更大的自由光譜範圍（FSR），以及更容易的MEMS集成。然而，在沒有任何外部機製的情況下，這些激光器的熱可調諧範圍隻有幾納米。
在通信波長周圍具有寬、連續和無模跳調諧的特性在很大程度上增強了這些VCSEL的適用性。廣泛可調諧VCSELs非常需要的一些国产成人在线观看免费网站是長程可重構波分多路無源光網絡（WDM-PON）係統，高性能計算機中的互連和數據中心網絡。由於(yu) WDM-PON係統的物理基礎設施要求每個(ge) 光網絡單元都有一個(ge) 特定波長的激光源，因此總體(ti) 成本相對較高。
低成本、可廣泛調諧的VCSEL可用於(yu) 備用、熱備份和固定波長激光替換等国产成人在线观看免费网站，以減少庫存。所謂的無色光源為(wei) 網絡設計人員提供了另一種程度的靈活性，以降低整體(ti) 係統成本。這些問題對於(yu) 光纖到戶和數據中心国产成人在线观看免费网站尤為(wei) 重要。
為(wei) 了實現廣泛的可調諧性，不同的技術已經適應了不可調諧的VCSEL。例如，帶有GAAS基DBR的InAlGaAs-InP1550nm VCSEL具有高導熱性，並且可以在熱滾轉區域以上工作。這樣就可以在不集成任何可移動反射鏡的情況下實現15nm的連續波長調諧。然而，泵電流的大變化會(hui) 導致輸出功率的顯著變化。懸臂式可移動反射器，和使用高對比度光柵（HCG）或DBR的可移動膜結構也常用於(yu) 波長調諧。
它們(men) 可以由靜電、電熱或壓電力驅動。具有體(ti) 加工MEMS DBR的VCSEL需要幾個(ge) 獨立的外延生長和複雜的鍵合過程。HCG-VCSELs在極化控製、高速數據傳(chuan) 輸和高波長調諧速度方麵具有廣闊的国产成人在线观看免费网站前景；但廣泛的可調性仍然是一個(ge) 研究課題。另一方麵，與(yu) 電泵浦VCSEL相比，光泵浦可調諧VCSEL自然具有更短的腔，表現出非常寬的調諧範圍。然而，直接調製是不可能的。通過采用表麵微加工技術，我們(men) 已經為(wei) 上一代VCSEL（未針對高速国产成人在线观看免费网站進行優(you) 化）展示了創紀錄的102nm單模連續調諧。表麵微加工消除了晶圓鍵合的需要，而是使用沉積的介電DBR反射鏡，這一方麵帶來了更好的對準精度和更好的均勻性控製，另一方麵促進了二維陣列的經濟高效的批量生產(chan) 。利用外部加熱電流電熱驅動MEMS DBR實現寬調諧。
本研究中使用的有源VCSEL結構由低介電常數(k)材料苯並環丁烯（BCB）封裝。在之前的工作中，BCB MEMS VCSELs使用外部Mach-Zehnder調製器（MZM）進行調製，並報道了在50公裏光纖上在30nm調諧範圍內(nei) 無差錯的10Gb/s數據傳(chuan) 輸。直接調製的固定波長HCG-VCSEL具有Gb/s的無錯誤傳(chuan) 輸，而直接調製的可調諧HCG-VCSEL具有5gb/s的傳(chuan) 輸，調諧範圍為(wei) 7.2nm。在這項工作中，通過表麵微加工將MEMS DBR集成到BCB半VCSEL結構中，並在MEMS VCSEL上演示了用223−1偽(wei) 隨機二進製序列（PRBS）直接調製10Gb/s的47nm連續調諧。據我們(men) 所知，這是任何具有10Gb/s傳(chuan) 輸容量的直接調製激光二極管實現的寬調諧範圍。
本文簡要討論了有源VCSEL的結構，然後介紹了MEMS DBR的設計和製造。然後重點研究了不同調諧波長下的基本靜態特性。接下來，我們(men) 通過直接調製MEMS可調諧VCSEL來研究涉及小信號調製響應和背靠背（BTB）數據傳(chuan) 輸的動態響應。
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