[發明專利]基于耦合器的硅基異質集成可調諧激光器

在審

• 申請號: 201510810766.0
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN105305227A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 廖曉露;何建軍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01S5/06
• 分類號: H01S5/06;H01S5/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

1.一種基于耦合器的硅基異質集成可調諧激光器，其特征在于：包括內部帶有增益區的有源諧振腔(1)，無源選模腔(2)；無源選模腔(2)內的模斑轉換器(23)的一端與內部帶有增益區的有源諧振腔(1)連接；無源選模腔(2)，包括傳輸波導(24)，π相位耦合器(3)和無源環形諧振腔(4)；π相耦合器(3)有四個端口，第一端口經第二調諧區(21)與第一反射鏡(22)連接，第二端口經傳輸波導(24)與模斑轉換器(23)的另一端連接；第三端口第四端口分別與無源環形諧振腔(4)連接，無源環形諧振腔(4)內有第一調諧區(41)；第一調諧區(41)的光程占無源環形諧振腔(4)的總光程的比例和第二調諧區(21)的光程占內部帶有增益區的有源諧振腔(1)和無源選模腔(2)內的傳輸波導(24)的總光程的比例相等。

2.根據權利要求1所述的一種基于耦合器的硅基異質集成可調諧激光器，其特征在于：所述內部帶有增益區的有源諧振腔(1)是環形諧振腔或法布里-珀羅諧振腔，是基于有源量子阱材料，輸出TE模，通過倒裝焊接或鍵合將增益芯片異質集成到基于SOI材料的無源選模腔(2)上；所述第一調諧區(41)和第二調諧區(21)通過各自電極正向注入電流或施加反向電壓實現電調諧，或通過鍍上鎳鉻合金并注入正向電流來實現熱調諧；所述π相位耦合器(3)，由三根由等間距排列的波導構成，或多模干涉耦合器來實現。

3.根據權利要求1所述的一種基于耦合器的硅基異質集成可調諧激光器，其特征在于：所述模斑轉換器(23)，采用漸變波導寬度的楔形波導結構，能實現有源量子阱波導和無源SOI波導的模斑匹配。

4.一種基于耦合器的硅基異質集成可調諧激光器，其特征在于：包括內部帶有增益區的有源諧振腔(1)，無源選模腔(2)；無源選模腔(2)內的模斑轉換器(23)的一端與內部帶有增益區的有源諧振腔(1)連接；無源選模腔(2)，包括傳輸波導(24)，π相位耦合器(3)，π/2相位耦合器(5)和兩個無源環形諧振腔；π/2相位耦合器(5)有四個端口，第一端口經第二調諧區(21)與第一反射鏡(22)連接，第二端口經傳輸波導(24)與模斑轉換器(23)的另一端連接；第三端口第四端口分別與第一無源環形諧振腔連接，第一無源環形諧振腔內有第一調諧區；π相位耦合器(3)有四個端口，第一端口和第二端口分別與第一無源環形諧振腔連接，第三端口第四端口分別與第二無源環形諧振腔連接，第二無源環形諧振腔內有第一調諧區；兩個第一調諧區的光程占各自無源環形諧振腔的總光程的比例和第二調諧區的光程占內部帶有增益區的有源諧振腔(1)和無源選模腔(2)內的傳輸波導(24)的總光程的比例相等。

5.根據權利要求4所述的一種基于耦合器的硅基異質集成可調諧激光器，其特征在于：所述內部帶有增益區的有源諧振腔(1)是環形諧振腔或法布里-珀羅諧振腔，是基于有源量子阱材料，輸出TE模，通過倒裝焊接或鍵合將增益芯片異質集成到基于SOI材料的無源選模腔(2)上；所述兩個第一調諧區和第二調諧區(21)通過各自電極正向注入電流或施加反向電壓實現電調諧，或通過鍍上鎳鉻合金并注入正向電流來實現熱調諧；所述π相位耦合器(3)，由三根由等間距排列的波導構成，或多模干涉耦合器來實現。

6.根據權利要求4所述的一種基于耦合器的硅基異質集成可調諧激光器，其特征在于：所述模斑轉換器(23)，采用漸變波導寬度的楔形波導結構，能實現有源量子阱波導和無源SOI波導的模斑匹配。

7.一種基于耦合器的硅基異質集成可調諧激光器，其特征在于：包括內部帶有增益區的有源諧振腔(1)，無源選模腔(2)；無源選模腔(2)內的模斑轉換器(23)的一端與內部帶有增益區的有源諧振腔(1)連接；無源選模腔(2)，包括傳輸波導(24)，兩個π相耦合器(3)和兩個無源環形諧振腔；兩個π相耦合器均有四個端口，第一π相耦合器的第一端口經第二調諧區(21)與第一反射鏡(22)連接，第二端口經傳輸波導(24)與第二π相耦合器的第一端口連接，第三端口第四端口分別與第一無源環形諧振腔連接，第一無源環形諧振腔內有第一調諧區；第二π相耦合器(3)的第二端口經傳輸波導(24)與模斑轉換器(23)的另一端連接；第三端口第四端口分別與第二無源環形諧振腔連接，第二無源環形諧振腔內有第一調諧區；兩個第一調諧區的光程占各自無源環形諧振腔的總光程的比例和第二調諧區(21)的光程占內部帶有增益區的有源諧振腔(1)和無源選模腔(2)內的傳輸波導(24)的總光程的比例相等。