成 熟 阶 段：√孵化期     □生长期     □成熟期

　　一、项目简介

　　在光纤通信的干线网络中，实现大容量、长距离传输是光传输系统最主要的两个指标。然而由于频率啁啾的存在，直接调制半导体激光器在长距离传输系统中受到限制，主要用于接入网和数据中心等应用场景中。高速电吸收调制激光器（EML）是集成了分布反馈（DFB）激光器与电吸收调制器（EA）的光子集成器件。EML由DFB激光器实现光源功能，由EA实现高速调制功能。与直调DFB激光器相比，EML具有低成本、低啁啾、高调制速率、传输距离长的特点，已经成为高速骨干网和城域网光发射模块的最佳解决方案。半导体所光子集成技术研究组，长期从事EML相关研究工作。自1997年起，研究组先后实现了2.5Gb/s、10Gb/s速率和33GHz带宽的可应用于40Gb/s速率的EML激光器。具有自主可控的MOCVD光子集成材料生长技术以及多种具有自主知识产权的工艺技术，具备激光器芯片小规模制备能力。

　　            图1 电吸收调制DFB激光器芯片结构示意图

　　二、技术特点

　　半导体所研制的EML最大调制速率可达40Gb/s，典型阈值20mA，出光功率8mW，边模抑制比大于40dB，消光比10dB@5V。并已研制出多路EML阵列集成芯片。

　　            图2 电吸收调制DFB激光器核心性能指标图

　　三、专利情况

　　高速电吸收调制激光器及其阵列相关的国家发明专利7项，其中包含1项美国专利，涉及材料生长、器件制作工艺以及测试方法等。

　　选择区域外延制作电吸收调制分布反馈激光器的方法；

　　波长可调谐电吸收调制分布反馈激光器和制作方法；

　　高速电吸收调制器的制作方法；

　　Method for manufacturing selective area grown stacked-layer electro-absorption modulated laser structure；

　　电吸收调制激光器和模斑转换器的集成方法；

　　一种制备高速电吸收调制器的方法；

　　量子阱偏移光放大器和电吸收调制器的制作方法。

　　四、应用领域及市场前景

　　高速电吸收调制EML激光器芯片的主要应用场景是光纤通信领域，包括骨干网、接入网和数据中心等不同的应用场景。大数据时代，信息容量呈指数形式增长，整个光纤通信网络都在向着更高的速率迈进。在骨干网中，带宽大于50GHz，调制速率达到80Gb/s-100Gb/s的EML将在骨干网中有非常广阔的应用前景。在接入网中，正在布局的10G-EPON和GPON中使用EML可以显著提升OLT端下行速率并且拓展接入网传输距离，在25G-PON中，高速率OLT光模块也将给予EML更广阔的市场应用空间。在数据中心，目前的主流400Gb/s方案（4λ）中，单波100Gbit/s的主要实现方案就是50GBaud/s的PAM4调制的EML，旭创、住友、AOI等国内外企业均有产品在售，特别是无制冷EML技术的突破后，进一步降低成本，未来EML将广泛用于数据中心等应用场景中。

　　一直以来我国高速光电子芯片特别是10G以上的光电子芯片长期依赖进口，国内急需突破高速率激光器芯片及其相关集成技术，打破国外企业在高端光子芯片方面的垄断，提升相关产品以及产业在国际市场中的竞争力。

　　半导体所研制的高速EML集成芯片目前提供给北京邮电大学、清华大学、北京大学等高校，用于光通信相关科研工作。未来有望进行产业化转移，用于5G、数据中心、接入网等领域。

　　五、合作方式

　　技术开发、技术转让