[發明專利]基于光子晶體Y波導的片上集成合束激光器及其制作方法

在審

• 申請號: 201410734382.0
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104466674A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 佟存柱;王濤;汪麗杰;田思聰;邢恩博;戎佳敏;盧澤豐;王立軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H01S5/20
• 分類號: H01S5/20;G02B6/13
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 劉慧宇

1.基于光子晶體Y波導的片上集成合束激光器，其包括：

一n型襯底；

一n型緩沖層，該n型緩沖層生長在n型襯底上；

一n型包層，該n型包層生長在n型緩沖層上；

一下波導層，該下波導層生長在n型包層上；

一量子阱，該量子阱生長在下波導層上；

一上波導層，該上波導層生長在量子阱上；

一p型包層，該p型包層生長在上波導層上；

一p型蓋層，該p型蓋層生長在p型包層上；

其特征是，其還包括三個激光器，該三個激光器與一矩形波導相連接，其中，兩平行且有一定間距的激光器與矩形波導左側連接，另一激光器與矩形波導右側連接；

一矩形波導，該矩形波導與三個激光器相互連接；

所述的三個激光器和矩形波導均是在p型蓋層上向下刻蝕至p型包層形成的；

一Y波導二維光子晶體，該光子晶體位于矩形波導上。

2.如權利要求1所述的基于光子晶體Y波導的片上集成合束激光器，其特征在于，所述的Y波導二維光子晶體，是通過電子束曝光和感應耦合等離子體刻蝕得到的；Y波導二維光子晶體刻蝕深度不超過到量子阱的深度。

3.如權利要求1或2所述的基于光子晶體Y波導的片上集成合束激光器，其特征在于，所述的二維光子晶體是三角點陣晶格；所述的三角點陣晶格的大小和周期由激射波長和材料所決定。

4.如權利要求3所述的基于光子晶體Y波導的片上集成合束激光器，其特征在于，所述的材料包括GaAs/AlGaAs、GaAs/AlGaInP或InGaAs/AlGaAs材料。

5.如權利要求1所述的基于光子晶體Y波導的片上集成合束激光器，其特征在于，所述的量子阱可以是單一量子阱或多量子阱。

6.如權利要求1所述的基于光子晶體Y波導的片上集成合束激光器，其特征在于，所述位于矩形波導左側的兩個激光器作為輸入端，位于矩形波導右側的激光器作為輸出端。

7.如權利要求1或6所述的基于光子晶體Y波導的片上集成合束激光器，其特征在于，其中所述位于矩波導面左側的兩個激光器又可以作為合束激光器的輸出端，可由3*1的合束激光器變為7*1的合束激光器或者更多的合束激光器。

8.如權利要求1所述的基于光子晶體Y波導的片上集成合束激光器，其特征在于，所述左側兩個激光器的左端腔面鍍高反膜，右側的激光器的右端腔面鍍增透膜。

9.基于光子晶體Y波導的片上集成合束激光器的制作方法，其特征是，包括如下步驟：

步驟1，在n型襯底上用金屬有機化學氣相沉積方法依次生長n型緩沖層、n型包層、下波導層、量子阱、上波導層、p型包層和p型蓋層；

步驟2，利用光刻和感應耦合等離子體刻蝕方法在p型蓋層上向下刻蝕至p型包層形成三個獨立的激光器結構和矩形波導；兩平行且有一定間距的激光器與矩形波導左側連接，另一激光器與矩形波導右側連接；

步驟3，利用等離子增強化學氣相沉積方法，在P面上述得到的結構上繼續生長一層二氧化硅絕緣層110；

步驟4，利用光刻和反應離子刻蝕得到激光器的電極窗口，同時去掉矩形波導上的二氧化硅；

步驟5，在矩形波導上，通過電子束曝光和感應耦合等離子體刻蝕得到有Y波導的二維光子晶體；

步驟6，制作p面電極；

步驟7，對n面襯底進行減薄、拋光處理；

步驟8，制作n面電極；

步驟9，解理芯片，在左側兩激光器的左端腔面均鍍高反膜，在右側激光器的右端腔面鍍增透膜。