Marktperspektiven für O-Band GaAs QD-Geräte auf der ECOC 2024
Wie bei ECOC üblich, gab es bei der Veranstaltung 2024 auf der Frankfurter Messe eine Sitzung zum Thema "Marktfokus", in der Branchenführer ihre Erkenntnisse zu aufkommenden Trends teilten und gleichzeitig hochmoderne Produkte und Lösungen im Bereich der optischen Kommunikation vorstellten.
Für Innolume war die Einladung zur Präsentation bei dieser Veranstaltung eine Ehre. Dr. Alexey Kovsh hielt eine Präsentation mit dem Titel „Marktperspektiven für O-Band-GaAs-QD-Geräte“.
Kernpunkte der Präsentation:
1. Die Weiterentwicklung von Quantenpunktlasern:
In der Präsentation wurden die wichtigen Fortschritte der Quantenpunktlaser (Quantum Dot Laser (QD-Laser)) von der theoretischen Konzeption bis zur industriellen Nutzung dargestellt. Ein Grund für diesen langen Zeitraum ist, dass Quantenpunkte bei der direkten Modulation relativ langsam sind. Innolume hatte auf die Weiterentwicklung externer Modulationstechnologien, wie etwa Siliziumphotonik, gewartet, um das volle Potenzial von QD-Lasern auszunutzen.
2. Wichtige Vorteile für Hersteller optischer Transceiver, die Siliziumphotonik oder andere Modulationstechnologien verwenden:
- Rekord-Leistungsumwandlungseffizienz bei hohen Temperaturen: QD-Laser liefern eine hohe Leistungsumwandlungseffizienz selbst bei erhöhten Temperaturen, zum Beispiel 20 % bei 100°C.
- Reduzierte Empfindlichkeit gegenüber Rückreflexion: QD-Laser weisen im Vergleich zu herkömmlichen CW-DFB-Lasern auf Basis von InP-Quantentöpfen eine um etwa 15 dB höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber Rückreflexion auf. Diese Funktion ist besonders nützlich für die passive On-Wafer-Verpackung von Laserdioden in PICs von Silicon Photonics und ermöglicht die Laserplatzierung ohne die Notwendigkeit eines optischen Isolators.
- Gleichzeitige Erzeugung und Verstärkung von Wellenlängen: In der Präsentation wurde auch die Fähigkeit von Quantenpunktlasern dargestellt, mehrere Wellenlängen gleichzeitig zu erzeugen (wie ein Kammlaser) und zu verstärken (wie ein WDM-SOA). Dies ist eine Schlüsseltechnologie für zukünftige optische DWDM-Verbindungssysteme mit hoher Kapazität.
- Schmale Laserlinie: Eine wichtige Eigenschaft für Anwendungen wie FMCW-LiDARs und kohärente Kommunikation im O-Band.
- Zuverlässigkeit: Dr. Kovsh betonte, dass es in der Geschichte der Verwendung von QD-Lasern bislang keinen gemeldeten Fall eines plötzlichen Geräteausfalls gegeben habe.
3. Erstes Halbleiteräquivalent von EDFA – QD SOA:
In der Präsentation wurde auch den QD Semiconductor Optical Amplifier (SOA) vorgestellt, ein bahnbrechendes Äquivalent zum herkömmlichen EDFA, jedoch in einem vollständig halbleiterbasierten Gerät:
- WDM-Datenübertragung: Dieses Gerät verbessert WDM-Datenübertragungssysteme und verbessert die Leistungsbilanz um bis zu 15 dB.
- Hohe Leistungsabgabe: Kann bei 85°C über 1 W aus einem schmalen Singlemode-Chip (ohne konisches Design) mit ausgezeichneter Strahlqualität liefern, wodurch es sich optimal für O-Band-FMCW-LiDARs und terrestrische optische Freiraumkommunikation eignet.
4. Wirtschaftliche Aussichten für die GaAs-Produktion:
Dr. Kovsh ging auch auf die wirtschaftlichen Aspekte der Produktion von GaAs ein, einem Schlüsselmaterial in LEDs, HF-Geräten und Laserdioden. Im Jahr 2023 erreichte der Verbrauch von 6-Zoll-GaAs-Wafern 3 Millionen Einheiten, was eine starke Nachfrage zeigt. Der von Systemen des Typs MBE 6000 unterstützte Herstellungsprozess ermöglicht die Produktion von Wafern unterschiedlicher Größe.
5. Zuverlässigkeit von Quantenpunktlasern:
Eines der wichtigsten Merkmale von QD-Lasern ist ihre außergewöhnliche Zuverlässigkeit. Aktuelle Studien zeigen, dass QD-Laser bei 85°C und einer Leistung von 200 mW eine Lebensdauer von über 10 Jahren haben können. Ein besonders wichtiger Vorteil besteht darin, dass diese Laser keinen Dauertest erfordern. Innolume hat in der gesamten Geschichte des Unternehmens, in der es Zehntausende QD-Laser ausgeliefert hat, keinen einzigen Fall eines plötzlichen Geräteausfalls gegeben.
