6月13号的议题:

激光器分了两段,5月23号聊的激光器是VCSEL DML-DFB和EML,EML已经集成了EA调制器,这三类激光器逗无需额外再搭配调制器了。另外聊了发光的原理与通信场景对激光器波长模式的选择。
6月13号的议题是CW激光器(包括CW-DFB、CW-PCSEL)、多波长激光器、可调谐激光器,这三类激光器本身没有光信号,都需要额外搭配调制器。
CW激光器的应用
CW激光器是连续波激光器,也就是无需调制信号的光载波。通常用DFB激光器做CW光源,现在也有提出用PCSEL做CW光源。
CW-DFB,是DFB激光器,但不需要DML自调制信号,而是仅做光源用来支持调制器工作。
主要用在AI数据中心的硅光集成方案的硅的调制器,如硅光SiPh集成的MZM结构调制器,MRM微环调制器等。这些场景大约支持到200Gbps/lane的信号速率。
AI数据中心的下一代高速400Gbps/lane的TFLN调制器,也需要CW光源来配合。
CW激光器还有一个应用场景,就是相干下沉,或者是轻相干。用单一固定波长的CW激光器,配合相干IQ调制器来使用。可降低产品的复杂度与成本。
CW激光器的特点
CW是配合调制器的外置光源,如果能用较少的激光器数量来支持多个调制器,比如激光器与调制器的比例从1:2,提高到1:4或者1:8,甚至提高到1:16,则降低激光器数量可以达到降低成本功耗并提高可靠性的目的。
这就是CW大功率的来源。
另一方面,随着信号调制速率的提高,调制器带宽的提高,频谱越来越宽,噪声积分总量增大,需要不断地提高激光器的功率,实现SNR信噪比的优化。这也是CW大功率要求的来源之一。
再者,CW激光器会配合硅光集成的调制器方案,硅光集成其中一个劣势是损耗较大。这也需要CW激光器提高功率,补偿损耗,实现调制后的光信号输出的功率要求。当然,这也可以通过调制后的信号增加SOA放大器来实现。
Y10T325 硅光调制器的损耗很大,都损耗在哪里了?
CW激光器除了需要大功率,还需要低噪声,优化RIN,还需要考虑宽温的效率变化,需要考虑电光转换效率,与废热的散热处理....
多波长激光器
多波长激光器的研究很早,在十多年前就尝试用于通信产业。当时认为多波长激光器可用于DWDM密集波分复用的长距相干通信,以及波分复用的数据中心网络。但由于需求与技术发展能力不匹配,导致其产业化落地出现困境。
早期,DWDM的密集波分复用需要每个波长都很大功率,当年多波长激光器很难实现。如果把多波长用于DWDM还需要额外的MUX与DeMUX做波长的分离与复用,反而变得更复杂。
早期,数据中心的硅光集成方案用的不多,且多使用并行单模方案,无需多波长激光器。而数据中心的DML-DFB、VCSEL、EML都是自带光源的方案,无需额外加多波长激光器。
直到....
基于微环调制器的提高集成密度的低功耗硅光集成CPO进入产业方案的选型资源池。
硅光集成的硅,可以用来做调制器,但是硅不发光,做不了激光器,要么选择外部激光器,要么选择混合集成激光器,总之需要CW激光器来配合硅调制器。
硅基的微环调制器自带波长选择的特点,无需额外的MUX与DeMUX做波长的分离与复用,结构变得简单。
硅基微环方案的CPO方案,是用在AI组网。通信距离主要在几十米、几百米这些范围。对多波长激光器的每个波长的功率要求,其实是可以商量的。不会有当年DWDM相干通信几百公里几千公里对光源功率的极致增大的苛刻要求。
多波长激光器,现在是很热闹的研究,通常产业在使用两年之后,一两个具有性价比与可靠性高的方案会胜出。
现在多波长激光器的几个研究方向,基于InP的CW-DFB阵列,基于硅基InP混合集成的DFB多波长阵列,CW-PCSEL阵列,带有罗兰圆星型波长分配器的多波长激光器组件、基于SA时间周期的多波长锁模激光器 、使用种子光与非线性效应波导激发的宽谱多波长激光器,以及可探索的电光微环非线性孤子光频梳.....
产业目前认为DFB阵列、SA可饱和吸收的时间周期控制这两个类型,有望落地应用。DFB原理与工艺较为成熟,SA结构相对成熟。基于DFB阵列搭配星型波长分配器,也是一种DFB阵列的变形结构。
而非线性效应拓展的光频梳,则以学术研究为主。
在传统的波分相干通信,窄线宽波长可调谐激光器是主要的光源。
这一类光源主要看中功率、调谐范围、线宽、波长稳定度以及调谐时间等几个指标。
主要的类型有ECL外腔激光器、硅基混合集成ECL外腔激光器、DBR集成游标效应调谐的激光器...
6月13号,聊一下这几个激光器,以及集成的产业链,可详询菲魅18140517646