Recentemente, a equipe de pesquisa do Instituto de Semicondutores, Academia Chinesa de Ciências, concluiu com êxito um projeto-chave (2,95 milhões de yuans): pesquisa sobre as principais tecnologias de lasers integrados de largura estreita de alta velocidade.
A comunicação óptica coerente é uma tecnologia de núcleo insubstituível na transmissão de fibra óptica de capacidade ultra-grande e comunicação a laser de satélite. Ao contrário da comunicação óptica tradicional, a comunicação óptica coerente requer a fonte de luz transmissora e a fonte de luz do oscilador local para ter larguras de linha extremamente estreitas e também exigem alto desempenho em modulação de alta velocidade e ajuste de banda larga.
Este projeto propôs um novo conceito de análise de estrutura espectral ultrafina e coerência de frequência do feixe para lasers e conduziu testes e análises detalhadas das características espectrais dinâmicas de lasers de largura de linha estreita de alta velocidade com base nisso. Foi proposta uma estrutura de laser de cavidade composta com feedback retardado periódico de vários pontos, que pode alcançar simultaneamente as características espectrais de largura de linha e ajuste de banda larga estreitas. O conteúdo principal inclui:
(1) analisar as características das unidades básicas (trens de ondas ópticas) que constituem o espectro, estudando a implementação da coerência da frequência do feixe e seu impacto nas características espectrais;
(2) estudar os mecanismos de regulação da injeção elétrica e feedback óptico sobre os modos a laser;
(3) revelando a relação intrínseca entre modulação de alta velocidade, largura de linha espectral e ajuste de comprimento de onda em lasers. A pesquisa é baseada em novos princípios e estruturas de lasers integrados de largura estreita de alta velocidade. Este projeto estabelecerá uma base importante para o desenvolvimento de fontes de luz a laser na comunicação óptica de banda larga da China e nas redes integradas do solo espacial.
O projeto conduziu pesquisas teóricas e experimentais sobre as características espectrais dos lasers, completou o modelo de estrutura espectral ultrafina e a pesquisa de coerência de frequência; estudaram os mecanismos de regulação da injeção elétrica e feedback óptico nos modos a laser, analisaram os efeitos da potência de injeção óptica, polarização e comprimento de onda nos modos intrínsecos e os efeitos combinados do atraso de cavidade de feedback e das características de filtragem sobre as características espectrais, fornecendo uma base teórica para o design de lasers estreitos-linewidth; Realizou pesquisas sobre a tecnologia de design e fabricação de chips de laser de largura de linhas estreitas de alta velocidade, propuseram uma nova estrutura de lasers de semicondutores de cavidade acoplados integrados, obtendo simultaneamente a alta largura de banda e lasers semicondutores de largura de laser; 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 cada largura de linha de comprimento de onda menor que 1kHz; Os lasers de semicondutores de largura estreita desenvolvidos substituíram produtos estrangeiros do mesmo tipo em sistemas de comunicação a laser espaciais, terminais ópticos de transmissão de dados da estação fundamental de satélite e outros sistemas e foram praticamente aplicados.
