人工智能和高性能计算等变革性技术快速发展，对现有信息传输和处理技术提出巨大挑战。硅光集成以CMOS工艺为基础，将传统光学系统所需的大量分立元器件与微电子芯片一并规模化集成在硅基衬底上，实现光子与电子作为信息载体的协同控制，是后摩尔时代的重要技术路径。在无偏角硅基衬底上通过异质外延技术制备的硅基量子点激光器是硅光单片集成的核心光源，目前相关的FP激光器、DFB激光器、微环激光器等均已报道，但是具备结构紧凑、低成本等优点的直调激光器研究相对缺失。
近期，中国科学院半导体研究所固态光电信息技术实验室杨涛-杨晓光研究员团队在高速、抗反射硅基量子点直调激光器研究方面取得重要进展。室温下，器件的调制带宽达到3.8 GHz，可支撑12.5 Gbit/s的NRZ格式直调。同时，器件具备优秀的抗反射特性，在反馈强度高达-9 dB的B2B条件下和-12 dB的2公里单模光纤传输条件下，10 Gbit/s NRZ信号的误码率仍可低至10-5量级。该工作为高集成、低功耗、低成本且无需光隔离器的硅光单片集成提供了优秀的光源方案。
相关研究成果以《12.5 Gbit/s directly modulated InAs/GaAs quantum dot lasers grown on Si (001) substrate with strong optical feedback resistance》为题于2025年7月发表在《Optics Express》上（https://doi.org/10.1364/OE.561251），并被编辑评选为当期亮点工作。半导体所博士研究生王胜林为该论文的第一作者，杨晓光研究员为该论文的通信作者，半导体所陆丹研究员在器件性能测试上提供了重要支持。该研究工作得到了国家自然科学基金（62334007, 62035012）等大力支持。
图1 器件在(a)室温变电流及(b)变温条件下的小信号频率响应。
图2 器件在不同的（a-c）光反馈强度、（d-e）传输距离和工作温度条件下的10 Gbit/s NRZ调制眼图和（f）系统误码率。
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