DE102006045876A1

DE102006045876A1 - Verfahren zur Bestimmung von Strukturgrößen und Arbeitspunkten eines einmodigen, direkt modulierbaren Halbleiter-Mehrsektionslasers und mit dem Verfahren konzeptionierter Halbleiter-Mehrsektionslaser

Info

Publication number: DE102006045876A1
Application number: DE200610045876
Authority: DE
Inventors: Tom Gaertner; Jochen Dr. rer. nat. Kreißl; Wolfgang Rehbein; Ute Dr. rer. nat. Troppenz; Uwe Dr. rer. nat. Bandelow; Annegret Dr. rer. nat. Glitzky; Mindaugas Dr. rer. nat. Radziunas; Matthias Dr. rer. nat. Wolfrum
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2006-09-23
Filing date: 2006-09-23
Publication date: 2008-04-03

Abstract

Eine kostengünstige Variante für Sendequellen in kurzen optischen Übertragungsstrecken sind direkt-modulierbare Halbleiterlaser. Bekannte Mehrsektionslaser erzeugen Selbstpulsation und sind nur für instationären Betrieb geeignet. Durch getrennte Optimierung aller Sektionen ist ihre Auslegung sehr aufwändig und kann nur iterativ erfolgen. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die einfache Bestimmung von Strukturgrößen und Arbeitspunkten eines Mehrsektions-Halbleiterlasers für den stationären Betrieb, mit dem unter Beachtung der technologischen Randbedingungen besonders vorteilhafte Modulationseigenschaften (große Modulationsbandbreite, hohes Extinktionsverhältnis) erreicht werden. Dabei beruht die Erfindung auf der Nutzung des theoretisch ermittelten Zusammenhanges zwischen dem Dämpfungsverhalten von Relaxations-Oszillationen und Photon-Photon-Resonanzen und nutzt bei der Konzeptionierung somit auftretende Feedback- und Phaseneffekte. Entscheidend ist dabei, dass durch die Strukturparameter sowie durch die geeignete Wahl der Arbeitspunkte die konzipierte Laserstruktur ein gewünschtes Geschwindigkeitspotential für hohe Datenraten erhält. Die Einstellung der Arbeitspunkte erfolgt durch die Messung einiger einfach zu bestimmender Basislaserparameter. Die Verbindung zwischen diesen Basislaserdaten und der Lasercharakteristik liefert Simulationsprogramme.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung von Strukturgrößen und Arbeitspunkten eines einmodigen direkt modulierbaren Halbleiter-Mehrsektionslasers mit großer optischer Modulationsbandbreite für Großsignalmodulation bei Datenraten bis 80 Gb/s mit zumindest einer DFB-Sektion und einer Feedback-Sektion in monolithisch integriertem Aufbau.
Eine kostengünstige Variante für Sendequellen in kurzen optischen Übertragungsstrecken sind direkt-modulierbare Halbleiterlaser (DML). Direktmodulierbare Laser sind im Bereich bis 10 Gbit/s als kommerzielle Sendequellen auf dem Markt vorhanden. Für höhere Übertragungsgeschwindigkeiten bis zu 40 Gbit/s (höherer Bandbreite) existieren derzeit noch keine kommerziellen Lösungen. Auf dem Stand von Forschung und Entwicklung werden für diese hohen Übertragungsgeschwindigkeiten drei unterschiedliche Ansätze diskutiert.
Stand der Technik
1. Einsektions-DFB-Laser
Hier wurden Bandbreitenerhöhungen, basierend auf der Optimierung der Ladungsträger-Photonen Wechselwirkung an Einsektionslasern, theoretisch und experimentell bearbeitet. Die Maßnahmen umfassen Al-haltiges quaternäres Heterostrukturmaterial (gegenüber dem üblichen quaternären InGaAsP-Materialsystem), kurze Laserlängen, hohe Betriebsströme. Die erreichte Augenöffnung lag zwischen 3 dB und 5 dB (vergleiche Veröffentlichung I: "Design optimization of InGaAsP-InGaAlAs 1,55 μm straincompensated MQW lasers for direct modulation applications", M.N. Akram et al. Semicond. Sci. Technol., 19, p. 615, 2004 und Veröffentlichung II: „4×40 Gbit/s Dense WDM Transmission over 40-km SMF using Directly Modulated DFB Lasers", K. Sato et al., Proc. of the 30th ECOC 2004, Stockholm, Sweden, p. We1.5.7, 2004).
2. „Injection Locking"
Basierend auf dem optischen „Injection-Locking" kann die Bandbreite eines Sendelasers variabel über die Wahl der Resonanzfrequenz erhöht werden. Die Resonanzfrequenz hängt von der wählbaren Wellenlängenverschiebung zwischen den beiden beteiligten Lasern (Master-Slave-Prinzip) ab. Bisher wurde experimentell noch über keine geöffneten Augen im hochbitratigen Betrieb berichtet.
3. Mehrsektionslaser
Die Bandbreitenerhöhung beim Mehrsektionsansatz beruht auf dem Wechselwirkungseffekt zwischen benachbarten Longitudinalmoden der verschiedenen im Laser nebeneinander existierenden Resonatoren. Die Ausnutzung der so genannten Photon-Photon-Resonanz erlaubt eine Erhöhung der Bandbreite bis zu Frequenzen, die die üblichen Ladungsträger-Photonen-Resonanzfrequenzen um ein Vielfaches übersteigen (vergleiche Veröffentlichung III, von der die vorliegende Erfindung als nächstliegendem Stand der Technik ausgeht: „Design of Multisection Semiconductor Laser for 40 Gb/s Direct Modulation", M. Radziunas et al., Proc. of the 31th European Conference an Optical Communication (ECOC2005), Glasgow, Scotland; p. We4.P.o88, 2005).
Experimentelle Verifikationen zur Bandbreitenerhöhung in Mehrsektionslasern in stationärem (einmodigen) Betrieb bis nahe 40 GHz gibt es für die Bauformen des Zweisektions-Single-DFB-Lasers unter Push-Pull-Regime, des Zweisektions-DBR-Lasers (Bauform: Verstärker- und DBR-Gittersektion) sowie des „Coupled Cavity Injection Grating" Dreisektionslasers (zwei Verstärkersektionen mit einer DBR-Gittersektion in der Mitte). Großsignalmodulationseigenschaften (Augendiagramme) bzw. Übertragungsexperimente für 40 Gbit/s wurden bisher nur in einigen wenigen Fällen (vergleiche beispielsweise Veröffentlichung II) berichtet. Eine komplexe Parameterbestimmung zur Identifikation geeigneter Arbeitspunkte liegt gegenwärtig im Stand der Technik noch nicht vor. Es gibt bisher keine kommerziellen Bauelemente für 40 Gbit/s direktmodulierte Laser. Großsignal- (max. 5 dB Extinktion) und Übertragungsexperimente für 40 Gbit/s auf dem Level von Labormustern wurden nur für optimierte Einsektionslaser berichtet. Die notwendigen Optimierungsschritte an den Einsektionslasern erhöhen und verkomplizieren den technologischen Herstellungsaufwand erheblich. Mehrsektionslaser innerhalb erprobter Technologien haben das Potential für eine ausreichende Bandbreite.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe für die vorliegende Erfindung ist darin zu sehen, ein Verfahren zur Bestimmung von Strukturgrößen und Arbeitspunkten eines direkt modulierbaren Mehrsektionslasers für stationären Betrieb mit großer optischer Modulationsbandbreite und einstellbarer Ausgangsfrequenz mit zumindest einer DFB-Sektion und einer Feedback-Sektion in monolithisch integriertem Halbleiterschichtaufbau anzugeben, mit dessen Hilfe in einfacher Weise unter Beachtung der technologischen und betrieblichen Randbedingungen besonders vorteilhafte Modulationseigenschaften erreicht werden. Dabei sollen die wesentlichen Strukturgrößen so ausgewählt werden, dass sie zur Abstimmung der Arbeitspunkte im Betrieb des Lasers beitragen und somit eine unkomplizierte Nachjustierung der Arbeitspunkte durch Regelung zulassen. Der mit dem Verfahren ausgelegte Halbleiterlaser soll ein hohes Extinktionsverhältnis der Großsignalmodulation aufweisen und technologisch beherrschbar herstellbar sein.
Die Lösung für diese Aufgabe ist dem Verfahrensanspruch zu entnehmen. Weiterhin wird ein mit dem Verfahren konzeptionierter Halbleiter-Mehrsektionslaser angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils den Unteransprüchen zu entnehmen und werden im Folgenden im Zusammenhang mit der Erfindung näher erläutert.
Das Herausfinden der für die jeweilige Anwendung geeigneten Strukturparameter und Arbeitspunkte ist ein vieldimensionales Problem und wird bei der Erfindung durch ein iteratives Vorgehen gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Nutzung des in der Veröffentlichung III theoretisch ermittelten Zusammenhanges zwischen dem Dämpfungsverhalten von Relaxations-Oszillationen und Photon-Photon-Resonanzen. Dort wird erstmals beschrieben, dass unter der Voraussetzung eines ausreichend starken Feedbacks dort, wo die Photon-Photon-Resonanz im Laser hinreichend, ohne Auftreten von Selbstpulsation oder chaotischem Verhalten gedämpft ist, nutzbare Inseln in der Einstellung von DFB-Ansteuerstrom und Phasen-Ansteuerstrom (Arbeitspunkte) liegen. Die Dämpfung der Relaxations-Oszillation zeigt in diesen Inseln ein charakteristisches Minimum. Dieses Minimum kann durch einfach zu realisierende RIN-Messungen identifiziert werden. Somit genügen einfache RIN-Messungen zur Identifikation der optimalen Arbeitspunkte, was sich die Erfindung zu Nutze macht. Bislang besteht das Problem beim Herausfinden der optimalen Arbeitspunkte in der separaten Variation der einzelnen Sektionsströme unter realen Übertragungsszenarien, was sehr zeit- und geräteaufwändig ist.
Es werden also bei der Erfindung physikalische Feedback- und Phaseneffekte zur Erhöhung der Bandbreite von Mehrsektionslasern nutzbar gemacht. Entscheidend ist dabei, dass durch die richtige Wahl der Strukturparameter bezogen auf die integrierte Feedback-Sektion und der Arbeitspunkte die so konzipierte Mehrsektionslaserstruktur das gewünschte Gschwindigkeitspotenzial für hohe Datenraten erhält. Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch signifikante Messungen einiger einfach zu bestimmender Basisstrukturgrößen des Lasers ergänzt. Die Verbindung zwischen diesen Basislaserdaten und den eigentlich entscheidenden Lasercharakteristiken wie das Extinktionsverhältnis der Großsignalmodulation liefert ein Simulationsmodell. Das Verfahren nach der Erfindung basiert auf der Anwendung von Simulationsrechnungen zur longitudinalen Laserdynamik zum Design des Mehrsektionslasers in einem ersten Schritt und zur Bestimmung und Adaption von Strukturgrößen und Arbeitspunkten in einem zweiten Schritt. Es beinhaltet in einer Ausführungsform weiterhin vorteilhaft neben der Analyse der Laserdynamik unter cw-Ansteuerung (continous wave) der DFB-Sektion, eine Kleinsignalanalyse mit harmonischer Modulation und/oder die Modellierung einer Großsignalmodulation bei der gewünschten Datenrate.
Im Überblick läuft das erfindungsgemäße Verfahren folgendermaßen ab:
Zunächst wird ein longitudinales Strukturdesign durch Simulationsrechnungen ermittelt. Dann werden Überlegungen angestellt, welches konkrete Design jede einzelne Sektion des Lasers haben soll, d.h. es wird eine DFB Sektion überlegt, eine Phasensektion, deren Kopplung zueinander etc. unter Beachtung technologischer Randbedingungen. Hierdurch werden konkrete Strukturen gefunden, die technologisch umsetzbar ist und durch deren konkrete Ausführung (Transversalstruktur) auch die in den Simulationsrechnungen verwendeten Parameter erreichen können. Dabei erfolgt die Parameterbelegung iterativ. Ergeben sich für theoretisch ermittelte Parameter (z.B. die differenzielle Verstärkung im Laser) nur angenäherte Werte in der konkreten Laserstruktur, wird erneut eine Simulationsrechnung durchgeführt.
Nähere Einzelheiten zu dem Verfahre nach der Erfindung sind dem nachfolgenden speziellen Beschreibungsteil zu entnehmen.
Ausführungsbeispiele
Das Verfahren nach der Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:
1 links ein Diagramm zur Kleinsignalantwort für verschiedene Feedbackphasen, rechts ein Diagramm zur Großsignalantwort für verschiedene DFB-Ansteuerströme,
2 ein Diagramm zum Einfluss der Länge der DFB-Sektion,
3 Diagramme zu simulierten Antworten der konzipierten Laserstruktur (links Augendiagramm, rechts Injektionsstrom und Ausgangsleistung),
4a, b Ergebnisse von Charakterisierungsmessungen der
5 konzipierten Laserstruktur,
6 ein Flussdiagramm zum Verfahren nach der Erfindung,
7 Schema und REM-Aufnahme eines realisierten Lasers und
8a, b Augendiagramme für Großsignalmodulation für verschiedenen Datenraten.
Die nachfolgend erläuterte Berechnung nach dem beanspruchten Verfahren bezieht sich auf ein Verfahren zur Parameterbestimmung eines Halbleiterlasers mit mehreren Sektionen, die monolithischen integriert sind und mindestens eine DFB Sektion beinhalten, für eine Anwendung als direkt modulierter Transmitterlaser, wobei dessen optische 3 dB Modulationsbandbreite durch ein integriertes Feedback auf Werte bis zu 50 GHz erhöht ist, bei Ansteuerströmen für die DFB-Sektion kleiner als 100 mA, unter Beachtung, dass die Laser-Struktur ihr Geschwindigkeitspotenzial auch in der Großsignalmodulation beibehält und die Übertragungen von schnellen optischen Datensignalen bis zu 80 Gb/s erlaubt.
Im Ausführungsbeispiel wird zunächst eine Struktur ausgewählt, deren Photon-Photon-Resonanzfrequenz n einem vorgegebenen Bereich zu finden ist. Für die vorgesehene Anwendung der Laser-Bandbreitenerhöhung bis 50 GHz können Photon-Photon-Resonanzen im Bereich zwischen 30 und 50 GHz gefunden werden. Das Verfahren zur Bestimmung von Strukturgrößen und Arbeitspunkten eines direkt modulierbaren Mehrsektionslasers nach der Erfindung verwendet ein Modell zur Simulation der Laserdynamik eines Mehrsektionslasers. Zur Beschreibung der Laserdynamik kann das Travelling-Wave-Modell genutzt werden, so wie es im Programmpaket LDSL (Papier 1: WIAS Weierstraß-Institut Berlin, LDSL ist eine Software zur Simulation und Analyse von „(L)ongitudinal (D)ynamics in multisection (S)emiconductor (L)asers", Produktinformation abrufbar unter http://www.wias-berlin.de/ software/ldsl/, Stand 20.09.2006) umgesetzt wurde. Es beschreibt die räumliche und zeitliche Entwicklung der optischen Felder E+ und E- eines Lasers und ist dem Fachmann bekannt. Die verwendeten Parameter werden näher in der Veröffentlichung IV: „Impact of Gain Dispersion an the Spatio-Temporal Dynamics of Multisection Lasers", U. Bandelow et al., IEEE J. of Quantum Electronics, Vol. 37, No. 2, Febr. 2001, pp183-188, beschrieben. Sie werden in nachstehender Tabelle aufgezeigt und repräsentieren die jeweiligen Eigenschaften der einzelnen Lasersektionen. Bei den Parametern handelt es sich im Einzelnen:

l: Sektionslänge
κ: Kopplungskoeffizient
α: interne Absorption
g': differenzielle Verstärkung (gain)
α_H: Henry-Faktor
I: Strominjektion
v_g: Gruppengeschwindigkeit
σ: Querschnittsfläche von AZ
ζ_G: nichtlineare Verstärkungsunterdrückung
n_tr: transparente Ladungsträgerdichte
A: inverse Ladungsträger-Lebensdauer
B: bimolekulare Rekombination
C: Auger-Rekombination
U'_F/R_S: Stromselbstverteilungsfaktor
g: Lorentzsche Verstärkungsamplitude
ω: Verstimmung des Verstärkungsmaximums
2: γ FWHM der Verstärkungskurve
λ₀: zentrale Wellenlänge
r₀: DFB-Facettenreflektivität
r_L: EC-Facettenreflektivität

Unter der Verwendung geeigneter realistischer Parameter für die Halbleiterlaserstruktur lassen sich für Laser mit einer DFB-Sektion sowie ein oder mehreren zusätzlichen Sektionen Photon-Photon-Resonanzen im Bereich von 30 bis 50 GHz finden. Photon-Photon-Resonanzen erzeugen je nach Dämpfung bzw. Entdämpfung der Resonanzen Spitzen in den Leistungsspektren und lassen sich somit gut in den Simulationsrechnungen untersuchen. Im Besonderen wird Vorkommen und Dämpfung der Photon-Photon-Resonanzen in Abhängigkeit von den Strukturparametern (Länge der integrierten Feedback-Sektion IFB, Feedbackphase, Feldreflexionskoeffizient R) der integrierten Feedback-Sektion untersucht, deren komplexe Feedbackstärke K durch den verallgemeinerten Ausdruck beschrieben wird:
Für derartige Strukturen werden zunächst die notwendigen, aber auch realistischen und technologisch umsetzbaren Parameter gemäß oben angeführter Tabelle bestimmt. Damit wird die konkrete Laserstruktur für die Prozessierung entworfen, die es erlaubt, durch moderate Dämpfung von Photon-Photon-Resonanzen die Modulationsbandbreite der Laserstruktur einzustellen.
Diese Struktur entspricht der Phasenlage A der IFB-Sektion in 1. Die 1 zeigt links die Kleinsignalantwort (normalisierte Antwort über der Modulationsfrequenz) für Feedbackphasen A mit einer Dominanz von Photon-Photon-Oszillation und B mit einer Dominanz von Relaxations-Oszillation. In der Figur rechts wird eine Großsignalmodulation (Sinus) für die Feedbackphase A für verschiedene DFB-Ansteuerströme (obere Kurve I_M = 10 mA, mittlere Kurve I_M = 20 mA, im Vergleich untere Kurve I_M = 10 mA bei Phase B) gezeigt (Amplitudenleistung über der Modulationsfrequenz).
Bei der konkreten Festlegung der Laserstruktur wird im Detail Folgendes bevorzugt berücksichtigt:

1. Aufgrund der gewünschten Emissionswellenlänge und entsprechend jeweiliger technologischer Gegebenheiten wird die DFB-Sektion festgelegt: Hier wird im ersten Schritt das Materialsystem bestimmt. Im zweiten Schritt wird der transversale Schichtaufbau bestimmt und optimiert. Dazu gehören Forderungen, wie zum Beispiel eine hohe differenzielle Verstärkung (gain) einzustellen und die optische Ausgangsleistung anzupassen.
2. Es ist danach in einem zweiten Schritt sicherzustellen, dass die Transversalstruktur des Lasers eine Ladungsträgerdynamik mit hoher Modulationsbandbreite zulässt. Hierbei wird unter Zuhilfenahme von Lasersimulationsprogrammen der Zusammenhang von Ladungstransport und optischer Wellenführung untersucht und optimiert. In Betracht gezogen werden an dieser Stelle auch die Veränderungen der Strukturparameter mit veränderlicher Temperatur. In einem MQW Laser erfolgen in diesem Arbeitsschritt z.B. die Untersuchung der Kleinsignalmodulationsbandbreite in Abhängigkeit von der Dotierung der Wellenleiterschichten, der Anzahl der Quantenwells und vor allem die Auswahl der optimalen Struktur (RW, BH etc). Folgendes Detail gibt dazu die Schritte an, die als Beispiel die Auswahl der Dotierung der Wellenleiterschichten unterstützen. Verwendet wurde das Lasersimulationsprogramm WIAS-Tesca „Modellierung und Simulation von Halbleiterelementen" (Papier 2: WIAS Weierstraß-Institut Berlin, Produktinformation im Internet abrufbar unter http://www.wias-berlin.de/software/tesca/, Stand 21.09.2006). Das Programm beschreibt in einem System nichtlinearer partieller Differenzialgleichungen und gewöhnlicher Differenzialgleichungen, welche die Optik, Elektronik und Thermodynamik behandeln. Beispielsweise ist es für eine BH-Laserstruktur bekannt, dass die Dotierung der Wellenleiterschichten sowohl die Leistungs-Strom Charakteristik als auch den Frequenzgang der Kleinsignalmodulation verändert.
3. Im dritten Schritt werden die eine oder mehrere integrierte Feedbacksektionen bezüglich Material, Wellenleiterdesign und Integration zur DFB-Sektion ausgewählt unter der Zielsetzung, die oben genannte Feedbackstärke K einzustellen. Teilziele sind dabei die Erreichung von geringen Wellenleitungsverlusten für die ausgewählte Laserwellenlänge, die Möglichkeit zur Änderung des Brechungsindexes durch Ladungsträgerinjektion, so dass die Feedbackphase um 2π variiert werden kann. Dabei sind geringe Verluste in der Feedbackphase, gute Kontrollierbarkeit, keine Verluste der optischen Leistung beim Übergang des Feldes von DFB- zu Feedback-Sektion als weitere Randbedingungen zu überprüfen und führen ggfs noch einmal zu einer optimierenden Überprüfung der Laserstruktur.
4. Anschließend wird die theoretisch ermittelte Laserstruktur wird nach den Vorgaben entworfen und prozessiert. Dabei werden bereits alle Randbedingungen, wie beispielsweise Maskenlayout, Ätztechniken, Kontaktführung, berücksichtigt.
5. Anschließend erfolgt mit Hilfe einzelner Teststrukturen ein erneutes Überprüfen der Parameter. Im Rahmen einer Feineinstellung werden zum Beispiel anhand der experimentell ermittelten Rückkoppelstärken der DFB-Sektion geeignete DFB-Sektionslängen gewählt. Die 2 zeigt den Einfluss der Länge der DFB-Sektion auf das optische Spektrum durch eine passiven Feedback-Sektion mit einer Länge von 300 μm und einem Koppelfaktor κ(DFB) = 165 cm^-1. Es sind drei verschiedene optische Spektren unter dem Einfluss der Länge der DFB-Sektion und der Feedbackphase dargestellt (links: DFB-Sektionslänge 200 μm, Mitte:250 μm, rechts: 300 μm). Die hell berandeten Bereiche zeigen Gebiete hoher Intensität der optischen Emission, die dunklen Gebiete zeigen geringe Intensität an. Die Feedbackphase wird durch die Variation des Stromes einer passiven Phasensektion verändert. Das angestrebte Design ist in der Bildmitte gezeigt. Die Einmodigkeit der Emission bleibt unter dem Einfluss des integrierten Feedbacks erhalten (DFB-Länge von 250 μm). Eine Länge der DFB-Sektion von 300 μm (rechts) ist bereits zu groß, da kein einmodiges optisches Spektrum erhalten wird. Die Signatur des Spektrums lässt als Ursache dafür räumliches Lochbrennen vermuten (κL ≈ 5). Bei kürzeren Längen der DFB-Sektion ein Szenario von nahezu gleichberechtigten Schwellbedingungen für beide Stoppbandmoden erreicht, was zu häufigen Modensprüngen führt. Beide Fälle sind für die angestrebte Anwendung ungeeignet.
6. Schließlich werden ausgehend von den Ergebnissen der Schritte 1-5 die Sektionslängen der einen oder mehreren integrierten Feedback-Sektion gewählt. Die Wahl der Strukturgrößen erfolgt unter Zuhilfenahme der Simulationsrechnungen innerhalb des longitudinalen Lasermodells mit dem Ziel, ein Zusammenspiel aus DFB- und IFB-Sektionsparametern im Hinblick auf hohe Modulationsbandbreiten (Photon-Photon-Resonanzen bei 30-40 GHz) ausgedehnte Gebiete mit entsprechender Dämpfung von Photon-Photon-Resonanzen und Relaxations-Resonanzen und Einmodigkeit zu erreichen. Abschließend wird durch die Simulationsrechnungen sichergestellt, dass für die so gewählten Strukturparameter die Datenübertragung bei entsprechenden Datenraten von ausreichender Qualität bzgl. Augenöffnung und Extinktionsverhältnis ist, vergleiche 3 (links Augendiagramm der optischen Ausgangsleistung, rechts Injektionsstrom (oben) und Ausgangsleistung (unten) über der Zeit).
7. Es folgen die präparativen Arbeitsschritte für eine festgelegte Struktur des Mehrsektionslasers. Anschließend werden die Bauelemente vereinzelt und die Facetten vergütet.
8. Der abschließende Arbeitsschritt umfasst das Vermessen und Festlegen der Arbeitpunkte. Dazu werden das Intensitätsrauschen RIN (relative intensity noise), das optische Spektrum, die Ausgangsleistung in Abhängigkeit von der Feedbackphase und die Kleinsignalmodulation gemessen bzw. überprüft.

Zur Charakterisierung der nach vorstehendem Verfahren konzipierten Struktur einer Mehrsektionslasers werden hauptsächlich cw-Messungen (continous wave) durchgeführt. Dazu gehören Standardmessungen wie die Bestimmung der optischen Ausgangsleistung in Abhängigkeit vom Ansteuerstrom für DFB-Sektion und IFP-Sektion (Phasenstrom). Die Gebiete hoher Modulationsbandbreite lassen sich durch einfache Leistungsmessungen wieder finden.
In 4a, b und 5 wird das typische Ergebnis dieser Messungen wiedergegeben: Unter dem Einfluss des Phasenstromes kommt es zu periodischen Veränderungen von Schwellstrom und Leistung (zeitlicher Mittelwert), letztere wird vor allem in Gebieten mit nichtstationärem Zustand (Selbstpulsation, Mehrmodigkeit) reduziert. In 4a (Phasenstromabhängigkeiten von optischer Intensität über Wellenlänge, RF-Leistung über der Frequenz und Modulationsresponse über der Frequenz) ist das Tuning der optischen Modulationsbandbreite (dc-Arbeitspunkt der DFB-Sektion: 40 mA) dargestellt. Obere Zeile von links nach rechts: optisches Spektrum, HF-Powerspektrum und Kleinsignalmodulation unter dem Einfluss einer Phasenstromvariation (Ansteuerstrom der Feedback-Sektion zwischen 0 und 27 mA); untere Zeile: ausgewählte Linienplots für Phasenströme bei 4 und 11 mA. Die 4a zeigt den über den IFB-Strom abstimmbaren konstruktiven bzw. destruktiven Einfluss des optischen Feedbacks (IFB-Stromvariation zwischen 0 und 27 mA, was einer Phasenverschiebung von 2π entspricht). Der für die Direktmodulation nutzbare Arbeitsbereich liegt für eine konkrete Ausführungsform des Mehrsektionslasers im Bereich um 11 mA IFB-Phasenstrom. Das Spektrum zeigt hier ein stabiles, einmodiges Verhalten, das auch durch das Fehlen von herausgehobenen Peaks im HF-Powerspektrum bestätigt wird. Die 3 dB Modulationsbandbreite hat einen Wert von 29 GHz. Entdämpfte Photon-Photon-Resonanzen werden für Phasenströme IIFB zwischen 13 und 18 mA beobachtet. Sie liegen außerhalb des angestrebten Operationsregimes des direktmodulierbaren 40 Gibt/s Lasers.
In der 4b ist eine dreidimensionale Darstellung zwischen Phasenstrom, Frequenz und Antwort des Lasers bei Kleinsignalmodulation dargestellt. Zu erkennen sind die Gebiete der Relaxations-Resonanz (linker Hügel) und der Photon-Photon-Resonanz (rechter Hügel). Sie kennzeichnen das Gebiet der geforderten hohen Modulationsbandbreite zwischen 30 und 40 mA Phasenstrom.
Die 5 zeigt eine zweidimensionale Darstellung der optischen Ausgangsleistung der konzipierten Laserstruktur in Abhängigkeit vom eingestellten Ansteuerstrom für DFB-Sektion und Feedbacksektion (Phasenstrom) mit den Längen 250 μm und 300 μm. Die Gebiete hoher Modulationsbandbreite sind zu finden in Korrelation zu den Modulationsresponsergebnissen.
Zusammenfassend gesehen umfasst das beanspruchte Verfahren nach der Erfindung folgende Punkte:

1. Theoretische und konkrete Festlegung der Strukturgrößen eines Mehrsektionslaser mit DFB-Sektion und integrierter Feedback-Sektion hinsichtlich Definition der Gainstruktur/Laserstruktur (Anzahl der Quantenschichten, Dotierung, Aufbau), Konfinementfaktor, Integrationskonzept Wahl der Phasensektion, Gitterstärke und Lambda, Länge der Feedback-Sektion und Stärke des Feedbacks
2. Theoretische und konkrete Festlegung der Arbeitspunkte hinsichtlich Ausgangsleistung, optischen Spektrum, OMA (optical modulation amplitude) und DFB-Strom. Dabei weisen die DFB-Sektion keine RC-Begrenzung der elektrischen Modulationsbandbreite auf. Bemerkung: Bei den Punkten 1 und 2 werden erfindungswesentlich die Erkenntnisse aus Veröffentlichung III zugrunde gelegt. Physikalisch werden Feedback- und Phaseneffekte zur Erhöhung der Bandbreite von Mehrsektionslasern nutzbar gemacht (gegenseitige Bedingung von Relaxations-Oszillation und Photon-Photon-Resonanz). Das Herausfinden der für die jeweilige Anwendung geeigneten Strukturgrößen und Arbeitspunkte ist ein vieldimensionales Problem und wird durch ein iteratives Vorgehen gelöst. Das vorgeschlagene Verfahren der Parameteridentifikation beschreibt das Ausführen neuartiger Prozeduren, so dass im Ergebnis Halbleiterlaser-Module mit hoher Bandbreite und hohem Extinktionsverhältnis der Großsignalmodulation zur Verfügung stehen, wie sie für den Einsatz als Transmitterlaser notwendig sind. Diese Prozedur wird durch die Messung einiger einfach zu bestimmender Laserparameter wesentlich vereinfacht. Die Verbindung zwischen diesen Basisdaten und den eigentlich entscheidenden Lasercharakteristiken wie das Extinktionsverhältnis der Großsignalmodulation liefert ein Simulationsprogramm (LDSL WIAS Berlin, Papier 1).
3. Fertigstellen der Struktur hinsichtlich Einmodigkeit, Rauscheigenschaften, Phasenstrom-Inseln im Phasenraum sowie Optimierung des Chirp und der Übertragungsstrecke Bemerkung: Aufgrund der einfachen Überprüfbarkeit der eingestellten Arbeitspunkte bei der nach der Erfindung hergestellten Laserstruktur können die Arbeitspunkte auch im Betreib des serienmäßig hergestellten Endprodukts ständig überwacht und nachjustiert werden (Monitoring-Konzept). Eine Verschiebung der Arbeitspunkte ist durch eine Reduktion der mittleren optischen Ausgangsleistung des Lasers durch eine Reduktion der DFB-Emission zu erkennen (5). Korelliert ist dieser Effekt mit einer Entdämpfung der Photon-Photon-Resonanzen bei gleichzeitiger Dämpfung der Relaxations-Oszillationen. Durch eine Regelung der Ansteuerströme von DFB- und Feedback-Sektion kann eine Nachjustierung der Arbeitspunkte erfolgen.

Eine Übersicht über das Verfahren nach der Erfindung gibt auch das Flussdiagramm gemäß 6.
Konkrete Ausführungsform eines mit dem Verfahren nach der Erfindung konzipierten direktmodulierten Mehrsektionslasers für Datenraten bis 40 Gb/s
In Simulationsrechnungen wurden verschiedene Designansätze auf ihre Tauglichkeit für den Direktmodulationseinsatz übergeprüft: DBR-Laser, Zweisektions-DFB-Laser, Dreisektions DFB-Laser, „Coupled Cavity Injection Grating-Laser", „Active Feedback-Laser (AFL)" und „Passive Feedback-Laser (PFL)". Im Prinzip konnte für alle Lasertypen eine Bandbreitenerhöhung festgestellt werden. Unter den Ansätzen mit den besten Ergebnissen besonders hinsichtlich der Großsignalmodulationseigenschaften lag der PFL-Laser. Die Entscheidung für die technische Umsetzung des PFL-Laseransatzes fiel auch aus dem Grund, da er die einfachste Bauform unter den Mehrsektionsansätzen darstellt, was die Chancen für einen späteren Systemeinsatz erhöht. Aus den Simulationsergebnissen für den PFL ergaben sich konkrete Designvorschriften für das im Folgenden beschriebene Funktionsmuster. Die HF-Modulation liegt an der DFB-Sektion an.
Aus dem Stand der Technik sind Mehrsektionslaser mit einer DFB-Sektion und einer passiven Feedback-Sektion bereits bekannt (vergleiche Veröffentlichung V: „Excitability of a Semiconductor Laser by a Two-Mode Homoclinic Bifurcation", H.J. Wünsche et al., Phys. Review Lett. Vo1.88, No.2, 14.01.2002 und Veröffentlichung VI: „Self-Organization in Semiconductors with Ultrashort Optical Feedback", O. Ushakov et al., Phys. Review Lett. Voll.92, No.4, 30.01.2004). Die einfachste Variante eines 40Gb/s direkt-modulierbaren Mehrsektionslasers stellt ein „Passive Feedback Zweisektionslaser (PFL)" bestehend aus einer DFB Sektion und einer passiven Phasensektion dar. Das Problem des Herausfindens der optimalen Arbeitspunkte besteht in der separaten Variation der zwei Sektionsströme unter realen Übertragungsszenarien mit entsprechend hohem zeitlichem und gerätetechnischem Aufwand. Für andere Feedbacklaservarianten mit einer größeren Anzahl von Sektionen erhöht sich die Dimensionen der Variationsmöglichkeiten mit der Sektionsanzahl und damit ganz erheblich der Messzeitaufwand. Aus dem Stand der Technik sind aber nach diesseitigem Wissen derartige Laser nur für Anwendungen der Eigenschaft der Selbstpulsation bekannt, also hauptsächlich im instationärem Betrieb.
Der nach der Erfindung strukturierte Mehrsektionslaser ist jedoch insbesondere für Anwendungen als direkt modulierter Transmitterlaser geeignet, wobei dessen optische 3 dB Modulationsbandbreite durch ein integriertes Feedback auf Werte bis zu 50 GHz erhöht werden kann, bei DFB Strömen kleiner als 100 mA, unter Beachtung, dass die Laser-Struktur ihr Geschwindigkeitspotenzial auch in der Großsignalmodulation beibehält und die Übertragungen von schnellen optischen Datensignalen bis zu 80 Gb/s erlaubt.
Der Mehrsektionslaser auf der Basis von Halbleiter-Heterostrukturen sollte aus mindestens einer DFB-Sektion (Distributed FeedBack) bestehen. Die Emissionswellenlänge kann entsprechend des Materialsystems (beispielsweise III/V-Materialien) frei gewählt werden. Mindestens eine weitere Sektion zur Einstellung der Feedbackphase wird integriert. Weitere Sektionen können aus passiven und aktiven Phasensektionen, zusätzlichen DFB- bzw. DBR Sektionen und deren Kombinationen bestehen. Dabei werden die weiteren Sektionen der Longitudinalstruktur so gewählt, dass durch Feedback- und Phaseneffekte die 3 dB optische Modulationsbandbreite des Lasers auf Werte gesteigert wird, die mit vergleichbaren Einsektionslasern unter vergleichbaren Ansteuerbedingungen (DFB Stromdichten) nicht erzielt werden können. Der Ansatz des DFB-Mehrsektionslasers erlaubt es, die Begrenzung der Bandbreite durch Relaxations-Oszillationen aufzuheben und je nach Wahl der Strukturgrößen und Arbeitspunkte die Modulationsbandbreite auf das 2-5 -fache der Relaxations-Oszillationsfrequenz zu steigern. Dabei wird durch die gewählte Anordnung die Dämpfung der Relaxations-Oszillationen erhöht, was es erlaubt, eine geringe Fehlerrate (offene Augendiagramme) und ein hohes Extinktionsverhältnis einzustellen. Die Laser-Struktur wird so gewählt, dass die HF-Bandbreite der elektrischen Ansteuerung keine wesentliche Limitierung der optischen Modulationsbandbreite darstellt.
Die Struktur erlaubt eine einstellbare Feedbackphase. Die Feedbackstärke kann entweder durch Facettenvergütung voreingestellt werden oder wird durch integrierte optisch-aktive Verstärkersektionen angepasst. Es wird insgesamt eine möglichst hohe Feedbackstärke angestrebt, so dass auch die Kopplungsverluste zwischen den einzelnen Sektionen minimal ausfallen sollen. Die Gesamtlänge des Mehrsektionslasers beträgt 400 bis 1200 μm. Die DFB Sektion des Lasers hat eine Länge von 150-300 μm. Die DFB-Sektion wird durch ein komplex gekoppeltes Gitter charakterisiert. Der Realteil der Koppelstärke κ beträgt 80 bis 200 cm^-1, der Betrag des Imaginärteils von κ umfasst 0-10% des Realteils. Die Laserstruktur wird so gewählt, dass der differentielle Gain möglichst hoch ist. Die elektrische Kapazität und Widerstand der modulierten Sektion einschließlich Kontaktierung sind kleiner als 1 pF bzw. 4-10 Ω.
Als wesentliche Parameter sind für den direkt modulierten Mehrsektionslaser mit einer Konzeption nach dem Verfahren nach der Erfindung charakteristisch:

• Der Arbeitspunkt (biss) des DFB-Lasers liegt im Bereich von DFB: 50-100 mA.
• Im cw-Betrieb ist die Emission des Lasers einmodig mit einer Seitenmodenunterdrückung von ≥ 30 dB.
• Die Mehrsektionslaser erlauben PP Resonanzfrequenzen im Bereich von 25 bis 50 GHz.
• Die Phasenstellung der integrierten Feedback-Sektionen erfolgt derart, dass eine maximale. Modulationsbandbreite und hohes Extinktionsverhältnis gewährleistet sind. Das kann durch Einstellen eines einzelnen Phasenstromes erfolgen bzw. durch eine Kombination von mehr als einem Strom im Fall von mehr als einer integrierten Feedback-Sektion.
• Eingestellt wird ein Extinktionsverhältnis der Großsignalmodulation von 3-10 dB bei der gewünschten Datenrate.
• Der direkt modulierte Mehrsektionslasers ist für den Einsatz bei Datenraten von 10 bis 50 Gbit/s vorgesehen.

Strukturgrößen
Der konkret realisierte PFL-Laser (Passive Feedback Laser) besteht aus einer 250 μm langen DFB-Sektion und einer 250 μm langen integrierten Feedback-Sektion (IFB). Die 7 zeigt auf der linken Seite das Schema des DML (direkt modulierbarer Laser) mit Antireflexbeschichtung (ARcoating), Hochreflexionsbeschichtung (HFcoating) und Grund- und Signalanschluss (G, S) und rechts eine Rasterelektronenmikroskop (REM)-Aufnahme eines realisierten Lasers mit Laserrippe (Laser ridge). Die Laserbauform basiert auf einem optischen Rippenwellenleiter. Die aktive Region besteht aus einem verspannten 8 Quantenwell-Schichtpaket innerhalb des quaternären InGaAsP-Materialsystem auf InP. Die QW-Layer (Quantum Well) sind in asymmetrischen quaternären Wellenleitern (Wellenlängen relevanter Bandabstand 1,18 μm/1,3 μm) eingebettet. Ein rechteckiges Gitter erster Ordnung ohne Phasensprung (Indexkopplung) wurde mittels Trockenätzung in den oberen 1,18 μm Wellenleiter geätzt. Die Gitterkopplungsstärke κ beträgt 170 cm^-1. Nach der Gitterdefinition wurden in der IFB-Sektion der obere Wellenleiter und die QW-Schichten entfernt. In einem Epitaxieschritt wird der Wafer mit dem so genannten p-Top überwachsen. Die Formierung der Laserrippe, die auf die p-Seite geführten n-Kontakte und entsprechende galvanische Metallbrücken komplettierten den Herstellungsprozess. Die Geometrie der Metallisierungsflächen wurde so gewählt, dass die Kapazität nicht frequenzbegrenzend wirkt und dass auf Barrenlevel mit kommerziellen HF-Messköpfen gearbeitet kann.
Arbeitspunkte
Die PFL-Sendequelle benötigt zwei einstellbare dc-Treiberströme für DFB- und IFB-Sektion sowie einen Modulationsstromhub an der DFB-Sektion. Die optimalen Arbeitspunkte für Datenraten von 40 Gbit/s lassen sich über den Zusammenhang zwischen optischem Spektrum, Rauschspektrum und Frequenzgang der Kleinsignalmodulation bestimmen (siehe 4).
Großsignalmodulation
Der mit dem Verfahren nach der Erfindung konzipierte Mehrsektionslaser ist insbesondere auch für die Großsignalmodulation (großes Extinktionsverhältnis der Signale) geeignet. Zum Nachweis wurde ein Mustergenerator verwendet, mit dessen Hilfe Pseudo-Random-Bit-Sequenzen (PRBS) der Wortlänge von 27-1 Bits im NRZ-Format erzeugt wurden. Das Ausgangssignal des Mustergenerators wurde elektrisch verstärkt und über einen HF-Tastkopf an die DFB-Sektion des Lasers gegeben. Gleichzeitig wurde über ein Bias-T der dc-Arbeitspunkt der DFB-Sektion eingestellt. Die optische Antwort des PFL-Lasers unter optimalen Arbeitsbedingungen ist für Datenraten von 20 Gbit/s und 40 Gbit/s in den Augendiagrammen der 8a, b dargestellt. Das Auge ist in beiden Fällen geöffnet und zeigt ein Extinktionsverhältnis von 8,3 dB für 20 Gbit/s und 5,3 dB für 40 Gbit/s. Die 8b zeigt oben das elektrische Signal und unten das optische Signal.

Claims

Verfahren zur Bestimmung von Strukturgrößen und Arbeitspunkten eines einmodigen, direkt modulierbaren Halbleiter-Mehrsektionslasers mit großer optischer Modulationsbandbreite für Großsignalmodulation bei Datenraten bis 80 Gb/s mit zumindest einer DFB-Sektion und einer Feedback-Sektion in monolithisch integriertem Aufbau mit den iterativen Verfahrensschritten: I) theoretische Ermittlung von longitudinalen Strukturgrößen des Mehrsektionslasers auf der Grundlage eines Simulationsmodells der Laserdynamik, nach dem Inseln im Hinblick auf eine hohe optische Modulationsbandbreite optimale Arbeitspunkte des Mehrsektionslasers in der DFB-Sektion und in der Feedback-Sektion dort zu finden sind, wo die Photon-Photon-Resonanz hinreichend ohne Auftreten von Selbstpulsation oder chaotischem Verhalten entdämpft ist, wobei diese Inseln durch eine Dämpfung der Relaxations-Oszillation charakterisiert sind und durch Messen des Intensitätsrauschens des Mehrsektionslasers aufgefunden werden, II) Festlegung von transversalen Strukturgrößen des Mehrsektionslasers nach Vorgabe der Ergebnisse aus Verfahrensschritt I) und unter Beachtung technologischer Randbedingungen, wobei ein solches Zusammenspiel der Strukturgrößen von DFB-Sektion und Feedback-Sektion angestrebt wird, dass ausgedehnte, im Hinblick auf eine hohe Modulationsbandbreite geeignete Inseln optimaler Arbeitspunkte entstehen, III) Festlegung der optimalen Arbeitspunkte in den im Hinblick auf eine hohe Modulationsbandbreite geeigneten Inseln nach Vorgabe des Ergebnisses aus Verfahrensschritt II) prozessierten Mehrsektionslasers durch Einstellung der hochfrequenten Ansteuerströme nur der DFB-Sektion oder der DFB-Sektion und der Feedback-Sektion in Abhängigkeit von Messungen des Intensitätsrauschens, des optischen Spektrums und der optischen Ausgangsleistung und Überprüfung der Ergebnisse in Verfahrensschritt I, wobei diese Arbeitspunkte beim fertigprozessierten Mehrsektionslaser durch gleiche Messungen überwachbar sind. IV) Überprüfung der Großsigalmodulationseigenschaften für den gewählten Parametersatz aus Strukturgrößen und Arbeitpunkten und deren Verifikation unter Anwendung der Ausgangsleistung als Regelgröße.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine besondere Berücksichtung folgender Randbedingungen in Verfahrensschritt II: II.1) Festlegung des Materialsystems der DFB-Sektion im Hinblick auf die geforderte Emissionswellenlänge und vorhandene technologische Gegebenheiten, II.2) Festlegung des transversalen Schichtaufbaus der DFB-Sektion im Hinblick auf die Einstellung einer hohen differenziellen Verstärkung, wobei nach der Festlegung eine Überprüfung des ausgewählten transversalen Schichtaufbaus im Hinblick auf die Erreichung einer Ladungsträgerdynamik mit hoher Modulationsbandbreite auf der Grundlage eines Lasersimulationsmodells durchgeführt wird, II.3) Festlegung des Materialsystems, des Wellenleiterdesigns und der Integration zur DFB-Sektion der integrierten Feedback-Sektion im Hinblick auf eine möglichst große Feedbackstärke, II.4) Festlegung der Länge der DFB-Sektion im Hinblick auf die Erreichung einer einmodigen Laseremission und eines minimierten Laserchirps nach Überprüfung an einer nach Vorgabe der Ergebnisse aus den Verfahrensschritten II.1 bis II.3 vorprozessierten Laserstruktur, II.5) Festlegung der Länge der Feedback-Sektion unter Berücksichtigung der Ergebnisse aus den Verfahrensschritten II.1 bis II.4 und eine Kleinsignalanalyse mit harmonischer Modulation und/oder eine Modellierung einer Großsignalmodulation bei der gewünschten Datenrate zusätzlich zu der Analyse der Laserdynamik unter cw-Ansteuerung der DFB- Sektion.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Annahme der Lage von Photonen-Photonen-Resonanzen in einem Bereich zwischen 30 und 50 GHz.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Annahme für die Länge L der DFB-Sektion und den optischen Kopplungskoeffizienten κ zwischen der DFB-Sektion und der Feedback-Sektion in einem solchen Bereich, dass deren Produkt Lκ im Bereich zwischen 2,5 und 6 liegt.
Mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 konzeptionierter einmodiger, direkt modulierbarer Halbleiter-Mehrsektionslasers mit großer optischer Modulationsbandbreite für Großsignalmodulation bei Datenraten bis 80 Gb/s mit zumindest einer DFB-Sektion und einer Feedback-Sektion in monolithisch integriertem Aufbau, mit • einer Ausführung in einem III/V-Materialsystem, • einer einstellbaren Feedbackphase und • einer möglichst hohen Feedbackstärke, die durch Facettenvergütung voreingestellt oder durch integrierte optisch-aktive Verstärkersektionen angepasst wird.
Halbleiter-Mehrsektionslaser nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch weitere integrierte Sektionen in Form von passiven und aktiven Phasensektionen, zusätzlichen DFB-Sektionen, DBR Sektionen und deren Kombinationen bestehen.
Halbleiter-Mehrsektionslaser nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch folgende Strukturgrößen: • eine Gesamtlänge des Mehrsektionslasers zwischen 400 bis 1200 μm • eine Länge der DFB-Sektion zwischen 150-300 μm, • eine komplexe Gitterkopplung der DFB-Sektion mit einem Realteil der Koppelstärke zwischen 80 bis 200 cm^-1 und einem der Betrag des Imaginärteils der Koppelstärke zwischen 0-10% des Realteils, • eine möglichst hohe differenzielle Verstärkung und • eine elektrische Kapazität der modulierten Sektion (nur DFB-Sektion oder DFB- und Feedbacksektion) einschließlich Kontaktierung kleiner als 1 pF und • eine Widerstand der modulierten Sektion (nur DFB-Sektion oder DFB- und Feedbacksektion) einschließlich Kontaktierung zwischen 4-10 Ω
Halbleiter-Mehrsektionslaser nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch folgende Parametergrößen:: • Arbeitspunkt des DFB-Lasers von DFB-Sektion zwischen 50-100 mA. • einmodige Emission im cw-Betrieb mit einer Seitenmodenunterdrückung von ≥ 30 dB. • Photon-Photon-Resonanzfrequenzen zwischen 25 bis 50 GHz. • Einstellung der Phasenstellung der integrierten Feedback-Sektionen im Hinblick auf eine maximale. Modulationsbandbreite und ein hohes Extinktionsverhältnis durch Einstellen eines einzelnen Phasenstromes oder durch eine Kombination von mehr als einem Strom im Fall von mehr als einer integrierten Feedback-Sektion und • Einstellung eines Extinktionsverhältnisses der Großsignalmodulation von 3-10 dB bei der gewünschten Datenrate.