HHI Teilprojekt: HCSE-DFB-Laser-Arrays mit integrierter Monitordiode und oberflächen-beleuchtete Fotodioden-Arrays

Im Vorhaben wurden erstmals 1490nm InGaAsP MQW Horizontal Cavity Surface Emitting (HCSE) DFB-Laserarrays mit integrierter Monitordiode entwickelt und hergestellt. Es handelt sich dabei um konventionelle kantenemittierende Buried-Heterostructure (BH) DFB Laser, bei denen das emittierte Licht an der Frontfacette durch einen integrierten 45-Spiegel vertikal nach oben ausgekoppelt wird. Im Vorhaben ist es gelungen, diese Laser bzgl. eines Betriebes bei sehr kleinen Betriebsströmen so weit zu optimiren, dass sie mit kommerziellen VCSEL-Treibern betrieben werden können. 1Gb/s...10Gb/s Direktmodulation konnte bei ungekühltem Betrieb der Laser demonstriert werden. Es konnte darüberhinaus nachgewiesen werden, dass die integrierte Monitordiode temperaturunabhängig zur Kontrolle der emittierten Ausgangsleistung eingesetzt werden kann. Entsprechende 8-fach-Arrays wurden an die Projektpartner für Testaufbauten und zum Einbau in Octotriplexermodule abgegeben. Parallel hierzu wurden oberflächenempfindliche 1300nm Fotodioden-Arrays entwickelt. Dies wurden insbesondere hinsichtlich sehr niedrigem elektrischen und optischen Crosstalk optimiert. Hierfür wurden diese Fotodioden auf semi-isolierendem InP-Substrat entwickelt und hergestellt. Crosstalk-Werte < -50dB konnten demonstriert werden. Entsprechende Arrays wurden an die Projektpartner für Testaufbauten abgegeben.

Within the project 1490nm InGaAsP MQW Horizontal Cavity Surface Emitting (HCSE) DFB Laser Arrays with integrated monitor diodes have been developed and realised for the first time. HCSE DFBlasers are conventional edge-emitting buried heterostructure (BH) DFB lasers with an integrated 45 deflection mirror at the front facet providing a beam deflection in the vertical direction. A careful optimisation of the devices towards extremely low operation currents allows for an operation of the device using commercially available VCSEL drivers. To our knowledge this has never been demonstrated so far. The devices can be directly modulated at bitrates ranging from 1Gb/s to 10Gb/s. Furthermore it could be shown, that the integrated monitor diode allows for a temperature independent control of the emitted optical output power. Respective arrays have been delivered to the project partners for test measurements and integration into the Octotriplexer modules. In parallel surface-illuminated 1300nm photodiode arrays have been developed. These arrays have been optimized regarding extremely low values for the electrical and optical crosstalk of adjacent photodiodes. Crosstalk values < -50dB could be demonstrated. To achieve this the diodes had to be realised on semi-insulating InP substrates. Fabricated arrays have been delivered to the project partners for testing and implementation into the modules.