Высокоскоростные одномодовые вертикально-излучающие лазеры спектрального диапазона 1550 нм

Представлены результаты комплексных исследований статических и динамических характеристик вертикально-излучающих лазеров спектрального диапазона 1550 нм, созданных по технологии спекания пластины оптического резонатора InAlGaAs/InP с пластинами распределенных отражателей AlGaAs/GaAs, выращенных методом молекулярно-пучковой эпитаксии. Лазеры с диаметром мезы заращенного туннельного перехода менее 7 мкм продемонстрировали одномодовую лазерную генерацию с фактором подавления боковых мод более 40 дБ, однако при размерах мезы менее 5 мкм наблюдается резкое увеличение порогового тока, обусловленное возникновением насыщающегося поглотителя из-за проникновения поля фундаментальной моды в непрокачиваемые области активной области. Максимальные выходная оптическая мощность в одномодовом режиме генерации и эффективная частота модуляции по уровню спада сигнала на -3 дБ достигали значений 4.5 мВт и 8 ГГц соответственно при 20$^\circ$С. Максимальная скорость передачи данных при 20$^\circ$C в режиме прямой токовой модуляции при кодировании по амплитудному формату без возвращения к нулю составила 23 Гбит/с для короткой линии связи на основе одномодового волокна SMF-28. По мере увеличения протяженности оптической линии связи до 2000 м предельная скорость передачи данных падала и составляла 18 Гб/с. Выявлены и обсуждаются основные факторы, влияющие на быстродействие и дальность передачи данных, и предложены дальнейшие пути их преодоления.