高速光通信用的光电子器件的进展
人类社会的信息化建设正在加速进行，即使是在全球经济发展不景气的情况下，通信和信息行业也十分红火。光通信呈现着蓬勃发展的新局面，正朝着高速、超高速光纤传输、超大容量的WDM、OTDM以及全光网等方向发展。但这些系统的实现还依赖于相应的光电子技术的进步。一系列的光电子器件将在未来的通信网中起着重要的作用，因而各国从事光电子器件的研究者都在奋力开发各种高性能器件，研究其材料及工艺，并取得了丰硕成果。
1.DFB激光器/EA调制器集成光源
DFB激光器/EA调制器集成光源具有低啁啾、低驱动电压(Vpp：2～3v，LiNbO3调制器的Vpp：4～5v)、低功耗、容易与激光器或其它波导器件集成、耦合损耗低、调制效率高、且体积小(一般长0.2cm左右，而LiNbO3调制器长8cm)等优点，特别是含有增益耦合的DFB激光器因为具有动态单模和调制啁啾小等特性，有助于减小集成器件线宽，而且它还具有较强的抗端面反射能力，从而减小因端面反射引起的啁啾，改善集成器件的啁啾特性等。该光源现已广泛用于2.5Gbit/s、10Gbit/s等高速传输系统，其中2.5Gbit/s DFB激光器/EA调制器集成器件已成为干线光纤通信系统的主要光源。10Gbit/s、20Gbit/s和40Gbit/s集成器件也正大量用于干线传输或传输实验。表1列出了国外研制的主要集成器件的性能。
近几年来对集成有EA调制器的DFB激光器集成光源的研究主要集中在提高调制速率和改善其性能等方面。MQW EA调制器的调制速度取决于它的电容。缩短调制器的长度是降低电容的简单而有效的方法，但如此却使消光比减小，不利于应用。为了解决这一矛盾，将EA调制器中MQW的阱数从8个增加到14个，调制器的长度从250μm缩短到100μm，调制器的消光特性就会明显改善(见图1)。
根据以上原则，用低压MOVPE技术生长制成的DFB激光器和EA调制器集成芯片，并隐埋在Fe掺杂的InP中，以减小电容并形成台面，使调制器和激光器之间有隔离槽，并把两者对接，长度分别为90～250μm和450μm。在此器件中，采用了对接结构和Fe掺杂的隐埋结构，前者可使激光器和调制器的结构分别最佳，可得到95%以上的高耦合效率，后者具有高功率和高可靠等优点。
将此集成光源用于40Gbit/s的传输实验时，会发现：当DFB激光器的注入电流为80mA(Ith为8mA)时，模块的输出光功率为+5dBm，波长为1.551μm，SMSR为48dB。3dB带宽大于30GHz，调制器动态消光比为10dB;在激光器注入电流为100mA、调制器加-1V的反偏压、50℃的环境中进行高温工作试验，经5200小时后光输出功率下降小于20%。
2.波长可调光源
波长可调光源是WDM网络系统、光测试系统和快速波长交换等系统的重要光源。目前研究较多的有使用AWG和EDFA的波长可调AWG环形激光器、多电极DFB波长可调激光器和DFB波长可调激光器等，波长可调范围一般都可达到5～10nm，最高可达100nm。 Alcatel公司生产的集成BRS(隐埋脊波导)光源工作时可保证波长偏移小于0.02nm/年。
能实现宽调谐的激光器主要有3种，即超周期结构光栅形DBR(SSGDBR)激光器、取样光栅耦合器反射器(GCSR)激光器和取样光栅DBR(SGDBR)激光器。它们的CW调谐范围都大于40nm，最大可达100nm。其中SGDBR和SSGDBR很容易与调制器集成。美加州大学在OFC’99上报道了EA调制器与宽调谐激光器的集成。激光器采用SGDBR结构，该集成光源的特性为：Ith为20mA，当注入电流为75mA时输出功率1.2mw，CW可调范围为41nm，可产生51个不同的波长信道，信道间隔100GHz，在整个调谐范围内SMSR>35dB，前后镜面的最大调谐电流分别为20.5和23.5mA，当偏压为-4.0V时所有波长上的消光比都大于22dB。
