近年来，随着智能设备的普及，云计算、物联网蓬勃发展，国内外互联网巨头纷纷投入巨资兴建大型数据中心。数据中心对高速率光模块有着巨量的需求，而低成本、小尺寸的光发射组件（TOSA）是高速率光模块的核心器件。目前，基于空间光学系统的TOSA，由于元件较多，尺寸较大，组装工艺复杂，已难以满足进一步小型化和应用的需求。基于单片硅光子集成的TOSA，则仍然面临着III-V族光源与硅光子芯片混合集成的成品率较低、成本较高的难题。相比之下，基于平面光波导阵列波导光栅（AWG）的TOSA，因尺寸紧凑，集成度较高，且成品率高，成本较低，满足当前的发展需要，引起了广泛的研究兴趣。

武汉光电国家研究中心光电子器件与集成功能实验室的博士生刘俊等在黄庆忠副教授、夏金松教授的指导下基于硅基二氧化硅AWG，提出了一种采用无透镜混合集成技术的低成本、紧凑型100-Gb/s粗波分复用(CWDM)光发射组件。4颗分立的分布反馈式(DFB)激光器子组件分别与AWG芯片进行带倾角的端面耦合，通过直接粘接DFB激光器子组件的硅热沉和AWG芯片的入射端面，大幅度提高了耦合工艺容差。同时，摒弃了传统光发射组件中昂贵的陶瓷气密管壳，而采用低成本的柔性电路板连接激光器和光发射组件外部。最终，制备的光发射组件尺寸为15.8 mm × 7.0 mm × 6.0 mm，4通道的边模抑制比均大于40dB，3-dB带宽均高于18GHz，且所有通道均能实现平均出光功率大于0dBm、动态消光比大于4dB、速率为25.78125Gb/s的光信号的10公里无误码传输，其特性完全满足100-G CWDM4多源协议的要求。该技术也适用于下一代400G CWDM4光发射器件，具有较高的实用价值。

图1. 器件的实物图。(a) PLC sub-block俯视图；(b) 器件尺寸；(c) 端面耦合局部图；

图2. 测试得到的4个通道的眼图

图3测试得到的4个通道的误码率曲线

2018年10月18日，该研究结果以题为“A low cost hybrid-integrated 4 × 25.78 Gb/s CWDM TOSA for 10-km transmission using DFB-LDs and AWG multiplexer”的论文发表在Photonics Research (Vol.6，No.11，pp.1067-1073，2018)上。该项研究得到了国家863计划课题(2015AA016904)和国家自然科学基金（61335002，61675084， 61775094，2013CB632104, 2013CB933303）等项目的支持。

文章链接：

Jun Liu, Qingzhong Huang, Shiqi Tao, Cheng Zeng, and Jinsong Xia，“A low cost hybrid-integrated 4 × 25.78 Gb/s CWDM TOSA for 10-km transmission using DFB-LDs and AWG multiplexer” Photon. Res. 6(11), 1067-1073(2018)

https://www.osapublishing.org/prj/abstract.cfm?uri=prj-6-11-1067