High Power Single Mode 1300-nm Superlattice Based VCSEL: Impact of the Buried Tunnel Junction Diameter on Performance

Blokhin, S. A.; Babichev, A. V.; Gladyshev, A. G.; Karachinsky, L. Ya.; Novikov, I. I.; Blokhin, A. A.; Bobrov, M. A.; Maleev, N. A.; Andryushkin, V. V.; Денисов, Д. В.; Voropaev, K. O.; Zhumaeva, Irina O.; Ustinov, V. M.; Egorov, A. Yu.; Ledentsov, N. N.

doi:10.1109/jqe.2022.3141418

Cited by 23 publications

(16 citation statements)

References 100 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Analysis of the optical loss and gain behavior in 1300-nm WF VCSELs is discussed in detail in Ref. 15. As expected, the threshold currents rise with an increase in temperature; however, at temperatures above 70°C, there is an abrupt dependence of temperature behavior of the threshold currents accompanied by an increase in slope efficiency at low currents.…”

Section: Static Characteristicsmentioning

confidence: 73%

20-Gbps 1300-nm range wafer-fused vertical-cavity surface-emitting lasers with InGaAs/InAlGaAs superlattice-based active region

et al. 2022

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

. 1300-nm vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) were fabricated by wafer fusion (WF) technique and studied. The active region based on InGaAs/InAlGaAs superlattice was grown by molecular-beam epitaxy (MBE). Current and optical confinement was provided by composite n ++ -InGaAs / p ++ -InGaAs / p ++ -InAlGaAs buried tunnel junction (BTJ) realized by selective etching and overgrowth by n-InP. AlGaAs/GaAs distributed Bragg reflectors grown by MBE were applied on both sides of the cavity by WF and substrate removal techniques. The devices with BTJ diameter of 5 μm demonstrated a stable single-mode lasing with threshold current <1.3 mA and output optical power >6 mW and operation in a wide temperature range. The measured −3 dB bandwidth was more than 8 GHz at 20°C and about 5.5 GHz at 85°C, the eye diagrams were open with a bit rate up to 20 Gbps using nonreturn-to-zero (NRZ) modulation standard at 20°C. Using 5-tap feedforward equalizer, the NRZ transmission at 25 Gbps was demonstrated up to 5 km single-mode fiber at 20°C. The developed VCSELs represent a platform for further significant performance improvement.

show abstract

Section: Static Characteristicsmentioning

confidence: 73%

20-Gbps 1300-nm range wafer-fused vertical-cavity surface-emitting lasers with InGaAs/InAlGaAs superlattice-based active region

et al. 2022

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Недавно мы показали принципиальную возможность применения метода МПЭ на всех этапах создания гетероструктуры ВИЛ, включая эпитаксиальное заращивание для формирования заращенного туннельного перехода (ЗТП, англ. buried tunnel junction) [17], и продемонстрировали эффективные СП-ВИЛ спектрального диапазона 1300 нм [18,19].…”

Section: Introductionunclassified

Высокоскоростные Одномодовые Вертикально-Излучающие Лазеры Спектрального Диапазона 1550 Нм

Блохин¹,

Бабичев²,

Карачинский³

et al. 2022

Физика И Техника Полупроводников

View full text Add to dashboard Cite

The results of complex studies of static and dynamic performance of 1550 nm-range VCSELs, which were created by direct bonding (wafer fusion technique) InAlGaAs/InP optical cavity wafers with AlGaAs/GaAs distributed reflector wafers grown by molecular beam epitaxy, are presented. The VCSELs with a buried tunnel junction diameter less than 7 μm demonstrated a single-mode lasing with a side-mode suppression ratio more than 40 dB; however, at diameters less than 5 μm, a sharp increase in the threshold current is observed. It is associated to the appearance of a saturable absorber due to penetration of optical mode into the non-pumped regions of the active region. The maximum single-mode output optical power and the–3 dB modulation bandwidth reached 4.5 mW and 8 GHz, respectively, at 20°C. The maximum data rate at 20ºC under non-return-to-zero on-off keying modulation was 23 Gb/s for a short-reach link based on single-mode fiber SMF-28. As the length of the optical link increased up to 2000 m, the maximum data rate dropped to 18 Gbit/s. The main factors affecting the high-speed operation and data transmission range are defined and discussed, and the further ways to overcome themit are proposed.

show abstract

“…Первый подход состоит в использовании активных областей InAlGaAs-InP с формированием захороненного туннельного перехода (ЗТП) для токового и оптического ограничений наряду с использованием высококонтрастных диэлектрических распределенных брэгговских отражателей (РБО) на основе CaF 2 /Si [1][2][3]. Второй подход заключается в использовании технологии двойного спекания пластин [4][5][6][7][8]. В данном случае гетероструктура активной области In(Al)GaAs-InP с ЗТП спекается с гетероструктурами верхнего и нижнего РБО на подложках GaAs с последующим формированием меза-структур [9].…”

Section: Introductionunclassified

“…В свою очередь использование активных областей на основе короткопериодных квантово-размерных сверхрешеток (СР), состоящих из чередующихся слоев InAs и GaAsN, позволяет минимизировать эффект диффузии азота из КЯ [22]. При этом наличие в сверхрешетке мини-зоны, которая находится как в области квантовых ям, так и в области барьеров, позволяет существенно увеличить интеграл перекрытия стоячей световой волны с областью, усиливающей свет, и тем самым обеспечить существенное увеличение коэффициента модального усиления [5,6,27] по сравнению с гетероструктурами на основе КЯ. Как следствие, стоит ожидать, что создание ВИЛ на основе квантово-размерных СР, состоящих из чередующихся слоев InAs и GaAsN, позволит повысить не только выходную оптическую мощность, но также и быстродействие азотсодержащих ВИЛ за счет потенциально большего модального усиления.…”

Section: Introductionunclassified

Исследование активных областей на основе многопериодных сверхрешеток GaAsN/InAs

Бабичев¹,

Пирогов²,

Соболев³

et al. 2022

Физика И Техника Полупроводников

View full text Add to dashboard Cite

The results of a study of nitrogen-containing active regions based on superlattices grown on GaAs substrates are presented. Active regions based on alternating InAs and GaAsN layers were fabricated by molecular−beam epitaxy using a nitrogen plasma source. Based on the XRD analysis, the thicknesses and average composition of superlattice layers are estimated. The study of dark-field images obtained by transmission electron microscopy showed the presence of interdiffusion of InAs into GaAsN. The results of a study of the photoluminescence and electroluminescence spectra at different pump levels are presented. Efficient electroluminescence is demonstrated near 1150 nm with a full width at half-maximum of about 90 meV.

show abstract

High Power Single Mode 1300-nm Superlattice Based VCSEL: Impact of the Buried Tunnel Junction Diameter on Performance

Cited by 23 publications

References 100 publications

20-Gbps 1300-nm range wafer-fused vertical-cavity surface-emitting lasers with InGaAs/InAlGaAs superlattice-based active region

20-Gbps 1300-nm range wafer-fused vertical-cavity surface-emitting lasers with InGaAs/InAlGaAs superlattice-based active region

Высокоскоростные Одномодовые Вертикально-Излучающие Лазеры Спектрального Диапазона 1550 Нм

Исследование активных областей на основе многопериодных сверхрешеток GaAsN/InAs

Contact Info

Product

Resources

About