高出力DFBレーザーアレイを用いた光I/O技術向けコンパクトハイブリッド集積型マルチポート・マルチ波長レーザー光源

科学分野:

• フォトニクスおよび光学工学
• 集積光学
• レーザー技術

背景:

• 光入出力（I/O）技術には高帯域幅ソリューションが必要です。
• 既存のシステムは、キャリア密度と集積度において限界に直面しています。
• 高密度波長分割多重（DWDM）は、データセンターの帯域幅を増加させる上で重要です。

研究 の 目的:

• コンパクトなハイブリッド集積型マルチポート・マルチ波長レーザー光源（MP-MWL）を提案し、実証すること。
• 複数の波長の同時高出力出力を光I/O用に達成すること。
• データセンターでの高帯域幅データ伝送を可能にすること。

主な方法:

• スラブ結合型光導波路（SCOW）を備えたマルチ波長分布帰還レーザーアレイ（DFB LA）を利用しました。
• 再構成等価チャープ技術を用いて、グレーティング位相制御と単一縦モード発振を精密に行いました。
• フォトニックワイヤーボンディングを用いて、DFB LA、8x8マルチモード干渉計（MMI）、およびファイバーアレイ（FA）を統合しました。

主要な成果:

• 8つのファイバーから8つの波長の同時高出力出力を達成し、合計64個のアドレス可能なキャリアを実現しました。
• サイドモード抑制比は42dB以上、波長間隔は100GHz、波長の87.5%で偏差は±0.15nm以内であることを実証しました。
• 全ての64キャリアで25Gb/sの非リターン・トゥ・ゼロ（NRZ）アイダイアグラムを明確に取得し、相対強度ノイズは-135dB/Hz未満、ローレンツ線幅は379.9kHzでした。

結論:

• 提案されたMP-MWLは、光I/O技術向けのコンパクトで効率的なソリューションです。
• ハイブリッド集積により、高密度波長分割多重が可能になり、帯域幅が増加します。
• この技術は、将来のデータセンター光ネットワークにおいて大きな可能性を秘めています。