北京大学与美国加州大学伯克利分校的一个联合研究小组通过直接调制光注入锁模垂直腔表面发射激光器，实现了单载波频分多址信号的长距离传输。该研究成果发表在Chinese Optics Letters 2012年第9期上（2012, 10, 091407）。

垂直腔表面发射激光器（VCSEL）具有低成本、易耦合以及单纵模等优点，在光通信领域有着广泛应用。但在光通讯系统中，VCSEL作为发射机光源也存在一些缺点，如较低的输出功率、较强的寄生效应以及正啁啾等。

光注入锁定VCSEL（OIL-VCSEL）作为一项新兴技术，可以提高光输出能量，改进调制特性，使其更适合用于光通讯系统。在OIL条件下，光信号输出存在数据模式反转的特性。关于这一数据反转特性，可以利用光注入反射模型进行解释: 光输出的总强度是由主激光器在VCSEL上表面的反射光以及进入VCSEL有源层相互作用后的出射光相干合成的（如下图）。该研究工作就是通过数据模式反转，得到“负啁啾”，从而延长传输距离。

他们之前对OOK调制进行了实验研究并取得了理想效果，但这种技术针对高进制调制（如QPSK调制格式）是否仍然有效，会成为判定OIL-VCSEL能否在高速长距离光传输系统中应用的关键要素，这也是实验研究的重点。

实验结果表明，OIL-VCSEL的输出信号模式反转特性对高进制信号存在传输性能的改进，在光注入锁定条件下，最大Q因子比未锁定情况提高12.5dB。这使得OIL-VCSEL技术在高速长距离光传输系统中的应用价值得到广泛提高。

另外，在光注入的条件下，VCSEL的调制特性不仅仅是信号模式反转，还有相位调制、下变频等等特性。对于这些特性，研究人员表示还将继续深入研究，探索其物理本质的内在联系，争取建立统一的物理模型解释上述所有现象，进而能够更充分地利用这些特性来实现更多的功能。

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