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邁向3.2T光模塊,業(yè)界首款400 Gb/s D-EML亮相

Hobby觀察 ? 來源:電子發(fā)燒友 ? 作者:梁浩斌 ? 2025-04-16 00:21 ? 次閱讀
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電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報道 最近在OFC2025(光網(wǎng)絡(luò)與通信研討會及博覽會)上,Coherent展示了業(yè)界首款400 Gb/s差分電吸收調(diào)制激光器(D-EML),Coherent表示,這意味著數(shù)據(jù)中心高速光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重大進(jìn)步。

差分電吸收調(diào)制激光器(Differential Electro-Absorption Modulated Laser,下稱D-EML)是傳統(tǒng)電吸收調(diào)制激光器(EML)的一種改進(jìn)設(shè)計,通過引入差分信號驅(qū)動技術(shù)優(yōu)化性能,廣泛應(yīng)用于高速光通信領(lǐng)域。

在光模塊中,差分EML同時承擔(dān)激光發(fā)射與高速信號調(diào)制的作用,直接決定了光模塊的傳輸速率、能效比及可靠性,是電信號向光信號轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件。

傳統(tǒng)EML的核心是電吸收效應(yīng),在激光器的調(diào)制區(qū)施加反向偏壓時,材料吸收光譜發(fā)生偏移。當(dāng)電壓變化時,調(diào)制區(qū)的吸收系數(shù)改變,從而控制激光輸出光的強(qiáng)度。激光器通常為分布反饋激光器(DFB Laser),提供穩(wěn)定的單模連續(xù)光,作為調(diào)制區(qū)的輸入光源。

而差分EML相比傳統(tǒng)EML的區(qū)別在于,使用差分信號驅(qū)動(正負(fù)對稱的電壓信號),形成推挽式(Push-Pull)調(diào)制,將調(diào)制區(qū)分為兩段,分別施加相位相反的電壓信號。兩段的調(diào)制效果疊加,增強(qiáng)調(diào)制效率,同時抵消共模噪聲。

但相對地,差分EML的結(jié)構(gòu)和工藝更為復(fù)雜。傳統(tǒng)EML由DFB激光器與電吸收調(diào)制器(EAM)單片集成,結(jié)構(gòu)相對簡單。DFB提供穩(wěn)定光源,EAM通過電吸收效應(yīng)調(diào)制光強(qiáng),制造工藝已較為成熟。

差分EML需在傳統(tǒng)EML基礎(chǔ)上引入差分驅(qū)動技術(shù),例如將調(diào)制區(qū)分割為兩段,并施加相位相反的電壓信號,形成推挽式調(diào)制結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計需在芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)對稱的波導(dǎo)和電極布局,對光刻和蝕刻工藝的精度要求更高,且需避免兩段調(diào)制區(qū)的性能偏差。

例如,分段調(diào)制區(qū)的吸收系數(shù)差異可能導(dǎo)致信號失真,需通過更嚴(yán)格的工藝監(jiān)控如原位檢測來提升良率。

另外,差分驅(qū)動可能引入更高的功耗,導(dǎo)致芯片發(fā)熱量增加,需優(yōu)化封裝散熱設(shè)計控制系統(tǒng),并采用高導(dǎo)熱材料以維持性能穩(wěn)定,這進(jìn)一步提升了封裝復(fù)雜度。

據(jù)Coherent介紹,其D-EML解決了1.6T以及未來3.2T連接的光收發(fā)器設(shè)計中的關(guān)鍵挑戰(zhàn),將信號幅度提高了一倍,顯著降低整體功耗,同時將串?dāng)_降至最低。內(nèi)部集成的片內(nèi)端接網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步優(yōu)化了電氣性能,減少了大量信號預(yù)處理需求,并增強(qiáng)了信號完整性。

Coherent的D-EML建立在其成熟的EML技術(shù)之上,并旨在用于低成本、非氣密性的封裝解決方案。Coherent表示,400G D-EML將在OFC 2025上展示,并根據(jù)需求以受控方式供應(yīng),而200G D-EML預(yù)計將于2026年全面上市。





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