一次性在激光器、调制器方向推出4项重要成果，华中科大这个团队亮了 | OE NEWS

国伟华教授带领团队专注研发8年，从创新的激光器概念入手，2017年实现新型国产化大范围可调谐激光器芯片的设计和制作，2020年实现芯片的封装和产业化，2021年实现外围控制电路和算法的集成。目前激光器性能媲美国外同类产品指标，为5G骨干网通信、数据中心间高速光互连提供低成本高可靠性的国产化解决方案^[1]。

迄今为止，在工业产线上通过光刻技术制造基于全晶圆加工的高性能 MZ 调制器尚未见报道。国伟华教授团队经过几年的研发，基于深紫外光刻技术在4英寸TFLN晶圆上展示了低VπL（1.98 V×cm），宽调制带宽（> 67 GHz），低插入损耗 (2.5 dB)，可量产，从材料到加工全国产的高性能MZ调制器，这是朝着大规模生产TFLN高速MZ调制器迈出的重要一步^[2]。

调频连续波（FMCW）激光雷达与飞行时间（ToF）激光雷达方案不同，FMCW方案可以实现速度和距离的同时测量，具有较高的空间分辨率。另外FMCW方案采用外差探测方式，可以避免环境光的影响。面向FMCW激光雷达的扫频光源采用DBR激光器方案，和传统的SG-DBR不同的是，该方案的前镜（Front Mirror）采用均匀光栅来提高透过率，以便获得大功率输出；后镜（Back Mirror）采用取样光栅，以便获得窄线宽性能。所研发的激光器芯片实现了大功率输出（96 mW）、窄线宽（313 kHz）以及良好的单模（SMSR > 55 dB）特性。经过线性预失真后，在24 GHz的调谐带宽内，上下半坡扫频实现 0.021%和0.02%的非线性度。该激光器有望作为线性扫频光源用在FMCW激光雷达系统中^[3]。

1.55 μm波长附近的大功率单模半导体激光器广泛应用于自由空间光通信、硅光（SiPh）光学共封（CPO）、相干光纤通信、激光雷达（LiDAR）系统等。国伟华教授团队提出一种双波导结构的高功率单模半导体激光器，通过引入下波导结构削弱了脊波导结构的横向光学约束，从而保证在宽波导情况下高功率输出的同时实现稳定单模运转。所制备具有8 μm宽波导的激光器展示了良好的单模特性，边模抑制比超过55 dB，输出功率近180 mW，相对强度噪声（RIN）低于-157 dB/Hz，线宽低达250 kHz。进一步地，通过选择性湿法蚀刻去除量子阱，并在激光器两端集成无源波导，该激光器可望大幅度提升性能的同时避免高功率对激光器端面造成灾变损伤^[4]。