[發(fā)明專利]相移電控制取樣光柵半導(dǎo)體激光器及其設(shè)置方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210370711.9
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102916340A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周亞亭;陳向飛
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號: H01S5/12
• 分類號: H01S5/12
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及光纖通信，光子集成，光電傳感以及其他光電信息處理；是一種波長在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的取樣光柵半導(dǎo)體激光器及設(shè)置方法。

背景技術(shù)

由于現(xiàn)在對光通信網(wǎng)絡(luò)傳輸容量的需求急劇增長，密集波分復(fù)用（Dense?wavelength?division?multiplexing,?WDM）系統(tǒng)復(fù)用的信道數(shù)越來越多，這種通信系統(tǒng)需要用不同激射波長的激光器作光源。為減少由此帶來的能耗和維護(hù)成本急劇上升問題，光子集成（Photonic?integration?circuit,?PIC）是必然的選擇。但是，目前這種大規(guī)模集成的PIC芯片中所使用的高性能光源——激光器陣列，還只能依賴于高精度電子束刻寫技術(shù)來制造。對于滿足ITU－T標(biāo)準(zhǔn)波長的真實(shí)相移光柵，這種電子束刻寫技術(shù)需要至少0.1納米量級以上的加工精度，只能采用經(jīng)過特別改造后的電子束曝光設(shè)備來進(jìn)行加工，其加工工藝緩慢費(fèi)時(shí)，加工成本非常高昂，不能用于激光器的大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)。

此外，ITU－T標(biāo)準(zhǔn)對激光器的激射波長提出了嚴(yán)格的要求，而實(shí)際的半導(dǎo)體激光器制作過程中，存在各種偶然因素使得激光器激射波長偏離這個(gè)要求。因而在制作多波長激光器陣列時(shí)，常采用波長調(diào)諧裝置如熱調(diào)諧或改變注入電流、以及多電極注入等方式，來控制激光器的激射波長嚴(yán)格對準(zhǔn)ITU－T標(biāo)準(zhǔn)。這些波長調(diào)諧裝置使得激光器的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，加工難度增大，它們也會導(dǎo)致多波長激光器陣列中各個(gè)激光器輸出激光功率不均衡問題。

對于激光器激射波長的初步控制，南京大學(xué)陳向飛教授發(fā)明的重構(gòu)－等效啁啾（Reconstruction-equivalent?chirp，REC）技術(shù)有很大的優(yōu)勢。利用這種取樣光柵技術(shù)，能用微米量級加工工藝來代替原本需要納米量級工藝才能實(shí)現(xiàn)的波長控制，制作成本有很大的降低，特別適合制作PIC設(shè)備中的多波長半導(dǎo)體激光器陣列。對于激光器激射波長的精細(xì)調(diào)節(jié)，T.?Numai等人提出的在DFB激光器中間引入相移區(qū)的方法則有很大的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)報(bào)道顯示通過改變注入相移區(qū)電流的大小，能連續(xù)調(diào)節(jié)激光器激射波長達(dá)2.1nm。我們的理論研究表明，在現(xiàn)有工藝條件下這種激光器的激射波長連續(xù)可調(diào)范圍能高達(dá)5～6nm。這種激光器的優(yōu)點(diǎn)是在激射波長連續(xù)調(diào)節(jié)的過程中，激光器的域值電流和正常工作電流（兩倍到三倍域值電流）時(shí)輸出的激光功率變化不大，它的不足是難以用這種方法制成多波長激光器陣列。

主要參考文獻(xiàn)

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