中國科學院長春光機所Bimberg中德綠色光子學研究中心團隊在高速低功耗垂直腔面發射激光器（VCSEL）研究領域取得重要進展，實現VCSEL在100 m長光纖下基于NRZ調制60Gb/s無誤碼傳輸速率，功耗98fJ/bit@50Gb/s、168fJ/bit@60Gb/s，指標達同類型器件國際先進水平。相關成果發表于Applied Physics Letters 126, 091101 (2025)。文章第一作者是中德中心Mansoor A. Maricar博士研究生，通信作者是田思聰研究員，研究得到了重點研發計劃項目的資助（No. 2021YFB2801000）。
國際半導體行業著名刊物《Semiconductor Today》以“Reducing energy costs for AI and data processing”為題對該成果進行了新聞特寫報道。《Semiconductor Today》是國際半導體行業著名雜志和網站，專注于報道國際半導體領域的重要研究進展和最新行業動態，具有很強的行業影響力。
VCSEL是光互連的核心光芯片，具有高速、低功耗優勢。大的偏置電流可以為VCSEL提供大的調制帶寬，以提升VCSEL傳輸速率導致功耗增加。因此近年來，隨著人工智能等新一代信息技術牽引光互連速率向200G方向發展，全球用于數據傳輸的能耗急劇增加。針對這一問題，中德中心團隊提出基于氧化孔徑優化、光子壽命調控、增益腔模失配的VCSEL設計方法，獲得高速單模VCSEL芯片，提升調制帶寬并降低功耗。實現的100 fJ/bit超低功耗高速VCSEL可解決高速光互連能耗激增問題，具有重要的應用前景。
全文鏈接：
［1］論文：https://doi.org/10.1063/5.0247380
［2］《Semiconductor Today》報道：
https://www.semiconductor-today.com/news_items/2025/mar/ucas-260325.shtml
圖1、網站截圖
圖2、100 m長光纖條件下VCSEL基于NRZ調制的60Gb/s眼圖和誤碼。
圖3、不同設計的VCSEL的功耗與傳輸速率的關系，VCSEL功耗100fJ/bit @50Gb/s、168fJ/bit@60Gb/s。
