人工智能和高性能計算等變革性技術快速發展，對現有信息傳輸和處理技術提出巨大挑戰。硅光集成以CMOS工藝為基礎，是后摩爾時代的重要技術路徑。在無偏角硅基襯底上通過異質外延技術制備的硅基量子點激光器是硅光單片集成的核心光源，目前相關的FP激光器、DFB激光器、微環激光器等均已有公開報道，但是具備結構緊湊、低成本等優點的直調激光器研究相對缺失。
 

　　近期，中國科學院半導體研究所固態光電信息技術實驗室楊濤-楊曉光研究員團隊在高速、抗反射硅基量子點直調激光器研究方面取得重要進展。室溫下，器件的調制帶寬達到3.8 GHz，可支撐12.5 Gbit/s的NRZ格式直調。同時，器件具備優秀的抗反射特性，在反饋強度高達-9 dB的B2B條件下和-12 dB的2公里單模光纖傳輸條件下，10 Gbit/s NRZ信號的誤碼率仍可低至10-5量級。該工作為高集成、低功耗、低成本且無需光隔離器的硅光單片集成提供了優秀的光源方案。
 

　　相關研究成果以12.5 Gbit/s directly modulated InAs/GaAs quantum dot lasers grown on Si (001) substrate with strong optical feedback resistance為題，發表于《光學快報》(Optics Express)，并被編輯評選為當期亮點工作。半導體所博士研究生王勝林為該論文的第一作者，楊曉光研究員為該論文的通信作者，半導體所陸丹研究員在器件性能測試上提供了重要支持。該研究工作得到了國家自然科學基金(62334007, 62035012)等大力支持。
 

圖1 器件在(a)室溫變電流及(b)變溫條件下的小信號頻率響應
 

　　圖2器件在不同的(a-c)光反饋強度、(d-e)傳輸距離和工作溫度條件下的10 Gbit/s NRZ調制眼圖和(f)系統誤碼率