邁向3.2T光模塊，業界首款400 Gb/s D-EML亮相

  ICC訊 最近在OFC2025(光網絡與通信研討會及博覽會)上，Coherent展示了業界首款400 Gb/s差分電吸收調制激光器(D-EML)，Coherent表示，這意味著數據中心高速光纖網絡技術的重大進步。

  差分電吸收調制激光器(Differential Electro-Absorption Modulated Laser，下稱D-EML)是傳統電吸收調制激光器(EML)的一種改進設計，通過引入差分信號驅動技術優化性能，廣泛應用于高速光通信領域。

  在光模塊中，差分EML同時承擔激光發射與高速信號調制的作用，直接決定了光模塊的傳輸速率、能效比及可靠性，是電信號向光信號轉換的關鍵器件。

  傳統EML的核心是電吸收效應，在激光器的調制區施加反向偏壓時，材料吸收光譜發生偏移。當電壓變化時，調制區的吸收系數改變，從而控制激光輸出光的強度。激光器通常為分布反饋激光器(DFB Laser)，提供穩定的單模連續光，作為調制區的輸入光源。

  而差分EML相比傳統EML的區別在于，使用差分信號驅動(正負對稱的電壓信號)，形成推挽式(Push-Pull)調制，將調制區分為兩段，分別施加相位相反的電壓信號。兩段的調制效果疊加，增強調制效率，同時抵消共模噪聲。

  但相對地，差分EML的結構和工藝更為復雜。傳統EML由DFB激光器與電吸收調制器(EAM)單片集成，結構相對簡單。DFB提供穩定光源，EAM通過電吸收效應調制光強，制造工藝已較為成熟。

  差分EML需在傳統EML基礎上引入差分驅動技術，例如將調制區分割為兩段，并施加相位相反的電壓信號，形成推挽式調制結構。這種設計需在芯片內部實現對稱的波導和電極布局，對光刻和蝕刻工藝的精度要求更高，且需避免兩段調制區的性能偏差。

  例如，分段調制區的吸收系數差異可能導致信號失真，需通過更嚴格的工藝監控如原位檢測來提升良率。

  另外，差分驅動可能引入更高的功耗，導致芯片發熱量增加，需優化封裝散熱設計控制系統，并采用高導熱材料以維持性能穩定，這進一步提升了封裝復雜度。

  據Coherent介紹，其D-EML解決了1.6T以及未來3.2T連接的光收發器設計中的關鍵挑戰，將信號幅度提高了一倍，顯著降低整體功耗，同時將串擾降至最低。內部集成的片內端接網絡進一步優化了電氣性能，減少了大量信號預處理需求，并增強了信號完整性。

  Coherent的D-EML建立在其成熟的EML技術之上，并旨在用于低成本、非氣密性的封裝解決方案。Coherent表示，400G D-EML將在OFC 2025上展示，并根據需求以受控方式供應，而200G D-EML預計將于2026年全面上市。