[發明專利]一種可調諧半導體環形激光器

在審

• 申請號: 201310435936.2
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103490277A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 王卓然;袁國慧;何濤;王維
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01S5/06
• 分類號: H01S5/06;H01S5/14
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發明屬于光通信技術領域，具體涉及一種可用于全光邏輯、全光存儲于全光信號處理以及光互連、光網絡的單片的可調諧半導體環形激光器。?

背景技術

現代社會對超高容量信息存儲，超快速率信息處理的需求越來越高，包括信號的產生、檢測、調制、開關、濾波和復用等功能的全光子系統的微型化與集成化的激光器成為必然趨勢。基于F-P腔半導體激光器已在現有技術中應用，用以達到高速度、高密度、低功耗、低成本等要求。在同一襯底上集成不同功能的通用性微型光子器件是一種簡單靈活的單片集成全光互聯網絡的實現方式。雙穩態特性是半導體環形激光器固有特性，當電流低于激光器的閾值電流時，順時針和逆時針方向的會同時輸出微弱的光，當電流超過閾值電流并逐漸增加時，順時針和逆時針的激光會交替出現，即所謂的雙穩態。?

現在通用的環形激光器的工藝過程是在襯底層上生長有源層，再接著生長波導層，然后是包層和電極，因而有源層遍及整個諧振腔區域，有源層的增長使得閾值電流增加，工藝過程比較復雜，成本增加。?

與F-P腔半導體激光器不同，半導體環形激光器利用閉合波導回路作為光學諧振腔，并利用與其相鄰的波導將激光耦合輸出。一方面，它在形成激射時不需要解理面或光柵提供光反饋。另一方面，由于在波導環形回路中存在兩束傳播方向相反的光，所以其本身就具有理想的雙穩態輸出特性。因此它成為實現全光邏輯與全光存儲單片集成的最具潛力的器件。隨著研究的不斷深入，其應用范圍已從早期的集成光源和激光陀螺擴展到光隨機存儲器、全光邏輯、光開關和波長轉換器等方面，并在光互連、光網絡和光存儲等領域產生了重要的影響。但是，現有的半導體環形激光器仍受工藝難度以及成本等方面的限制。?

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的半導體環形激光器工藝難度大且成本高的不足，提出了一種可調諧半導體環形激光器。?

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種可調諧半導體環形激光器，其特征在于，包含跑道形波導和輸出波導，跑道形波導中有一段有源波導，其余為無源波導，輸出波導與無源波導耦合，用作信號輸出。?

進一步的，所述跑道形波導由兩段環形波導區和兩段直波導區交替耦合連接組成，直波導區之一為有源波導，另一直波導區和兩段環形波導區為無源波導。?

進一步的，輸出波導為一段直波導，所述輸出波導與跑道形波導的直波導區的無源波導平行并耦合。或者，輸出波導包含兩段直波導，兩段波導分別在環形波導區與跑道形波導耦合。或者，輸出波導包含兩段直波導，兩段波導分別在環形波導區和直波導區的無源波導側與跑道形波導耦合。?

進一步的，跑道形波導的兩段直波導區均為有源波導。?

進一步的，所述有源波導包含控制電極，用于調諧。?

本發明的有益效果：本發明的可調諧半導體環形激光器通過在半導體環形激光器中減小有源波導部分，在合理利用半導體環形激光器的雙穩態特性的基礎上，改變半導體環形激光器的部分結構，采用在跑道形波導的部分區域設置有源波導，在保持原有特點不變的情況下，減小了工藝難度，降低了成本，可以作為新一代密集波分復用系統以及全光網絡中光子交換的關鍵光電子器件。?

附圖說明

圖1為本發明實施例1的可調諧半導體環形激光器的結構示意圖；?

圖2是本發明有源波導的結構示意圖；?

圖3為本發明實施例2的可調諧半導體環形激光器的結構示意圖；?

圖4為本發明實施例3的可調諧半導體環形激光器的結構示意圖；?

圖5為本發明實施例4的可調諧半導體環形激光器的結構示意圖。?

附圖標記說明：跑道形波導1，有源波導2，上包層21，波導層22，有源層23，襯底層24，波導耦合區3，輸出波導4。?

具體實施方式

為進一步說明本發明的具體技術內容，下面結合附圖和實施例對本發明詳細說明如下。?

實施例1：?

如圖1和圖2所示，本實施例的一種可調諧半導體環形激光器，包含環形的跑道形波導1和輸出波導4。其中，跑道形波導中有一段有源波導2，其余為無源波導，輸出波導與無源波導耦合，用作信號輸出。具體的，跑道形波導1由兩段環形波導區和兩段直波導區交替耦合連接組成，直波導區之一為有源波導，另一直波導區和兩段環形波導區為無源波導。輸出波導4為一段直波導，所述輸出波導4與跑道形波導1的直波導區的無源波導平行并耦合，圖1示出了輸出波導4與跑道形波導1耦合的耦合區3，具體通過常用的耦合器耦合，用于輸出信號。?