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近年来,随着移动通信和视频点播等新网络业务的不断增长,刺激光纤通信网络的数据传输速率从10 Gb/s向40 Gb/s演进,并已逐渐走向市场应用。分布反馈(DFB)激光器与电吸收(EA)调制器集成光源是40 Gb/s光纤网络的重要光源。高速集成光源模块的制作涉及材料外延生长、器件结构设计、芯片制作工艺、高频封装测试等关键技术,是目前国际研究的热点,具有很大的挑战性。本论文针对实验室前期制作的集成光源模块原型器件中存在的问题,在大信号调制特性理论分析的基础上,对集成光源的器件结构、制作工艺、以及模块封装等几方面进行了优化,最终实现了动态消光比超过8.2 dB的集成光源模块,其基本特性与国外40 Gb/s集成光源产品性能相当。首先,针对集成光源中DFB激光器与EA调制器之间光耦合导致的激光器张弛振荡,开展了调制器端面抗反镀膜工艺的优化研究。采用基于反射谱计算色度坐标的厚度控制新方法,使氮化硅单层抗反射镀膜的残余反射率降低到10-4量级,有效抑制了集成光源的低频响应起伏。其次,在对微波传输线中的谐振产生机理的理论分析基础上,通过数值模拟仿真设计了含金属通孔的共面波导传输线,抑制了接地共面波导传输线中的类微带线模式,消除了集成光源模块封装中的高频谐振问题,改善了调制响应曲线的平坦度。同时,论文开发了基于苯并环丁烯(BCB)的聚合物填平工艺和并采用金线键合技术进一步减小调制器电容,从而在保持40 Gb/s调制所需带宽的条件下增加调制器长度,增大了调制器的消光比。最后,论文系统优化了集成光源的模块封装结构,完成了集成光源的模块化封装,并对集成光源模块的调制性能进行了整体测试。测试结果表面,集成光源模块静态消光比达27 dB,动态消光比超过8.2 dB,在43 Gb/s非归零码(NRZ)码调制下具有良好的眼图性能。