Y10T281 单模VCSEL进展

更新时间：2024-10-07 15:10:41 阅读量：724

2020、2021、2022、2023，都写过单模VCSEL的进展，东京工业大学芯片、富士通封装，从25Gbps速率，到2024年工作在106Gbps PAM4速率，传输距离2km-5km

相比较而言，Broadcom、Finisar采用多模结构，传输距离30m、50m、100m不等。


1.png



2.png



上半年OFC2024，基于单模VCSEL做了800G光模块，

今天更新一下ECOC2024的进展，通过16通道设计，实现1.6T CPO光模块封装。

设计结构与2022、2023的错台式横向腔结构一样，今年只是在优化。



3.png



无浮雕位错结构的常规多模VCSEL的光谱，存在很多纵模模式



4.png



通过错台式结构，一方面提高带宽，另一方面实现单模控制。

提高带宽，需要降低RC常数，所以常用的半导体P-DBR设计，改为半导体+绝缘体（无源）DBR组合设计，反射率足够，且串联电阻大幅度降低。

氧化孔径越小，结电容越小，RC常数降低，提升带宽。

另外P型电极形成一个环状的横向腔，用于PPR光子光子共振，将其中一个纵模共振放大，提升带宽，且实现单模。



5.png



6.png



就是横向腔的基本原理。



7.png



传统850nm，GaAs衬底对这个波段不透明，通常采用顶部发光。

选择1060nm的波长，顶部电极设计，则可实现底部发光，就能采用Flip Chip的高带宽封装模式，保证光模块组装带宽。



8.png



同时，1060nm VCSEL比850nm波长具有更低损耗，更小色散，有利于延长传输距离。



9.png



10.png



今年东京工业大学，在9mA电流下的带宽为33GHz，可支持1.6T CPO模块封装，传输距离2km。



11.png



12.png




13.png