中国科学院长春光机所Bimberg中德绿色光子学研究中心团队在高速低功耗垂直腔面发射激光器（VCSEL）研究领域取得重要进展，实现VCSEL在100 m长光纤下基于NRZ调制60Gb/s无误码传输速率，功耗98fJ/bit@50Gb/s、168fJ/bit@60Gb/s，指标达同类型器件国际先进水平。相关成果发表于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，通信作者是田思聪研究员，研究得到了重点研发计划项目的资助（No. 2021YFB2801000）。

国际半导体行业著名刊物《Semiconductor Today》以“Reducing energy costs for AI and data processing”为题对该成果进行了新闻特写报道。《Semiconductor Today》是国际半导体行业著名杂志和网站，专注于报道国际半导体领域的重要研究进展和最新行业动态，具有很强的行业影响力。

VCSEL是光互连的核心光芯片，具有高速、低功耗优势。大的偏置电流可以为VCSEL提供大的调制带宽，以提升VCSEL传输速率导致功耗增加。因此近年来，随着人工智能等新一代信息技术牵引光互连速率向200G方向发展，全球用于数据传输的能耗急剧增加。针对这一问题，中德中心团队提出基于氧化孔径优化、光子寿命调控、增益腔模失配的VCSEL设计方法，获得高速单模VCSEL芯片，提升调制带宽并降低功耗。实现的100 fJ/bit超低功耗高速VCSEL可解决高速光互连能耗激增问题，具有重要的应用前景。

全文链接：

［1］论文：https://doi.org/10.1063/5.0247380

［2］《Semiconductor Today》报道：

https://www.semiconductor-today.com/news_items/2025/mar/ucas-260325.shtml

图1、网站截图

图2、100 m长光纤条件下VCSEL基于NRZ调制的60Gb/s眼图和误码。

图3、不同设计的VCSEL的功耗与传输速率的关系，VCSEL功耗100fJ/bit @50Gb/s、168fJ/bit@60Gb/s。