[發明專利]一種半導體光放大器

有效

• 申請號: 201611100374.6
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106785915B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 魏志鵬;唐吉龍;賈慧民;方鉉;張晶;郝永芹;王菲;馬曉輝;王曉華
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: H01S5/323
• 分類號: H01S5/323;H01S5/343
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種半導體光放大器，特別涉及一種具有拋物線形曲面波導結構的GaAs基半導體光放大器。該半導體光放大器材料為GaAs基材料體系，在N型GaAs襯底上依次外延N型Al_xGa_1?xAs緩沖層、N型AlGaAsSb下限制層、N型N?Al_xGa_1?xAs下波導層、In_xGa_1?xAs量子阱有源區、P型Al_xGa_1?xAs上波導層、P型AlGaAsSb上限制層。本發明公開的這種半導體光放大器上波導層為具有拋物線形曲面結構，該結構可使拋物線形曲面尖端具有更高的光子密度，提高半導體光放大器的模式體積，使其具有更高的增益，同時該拋物線形曲面波導結構有利于壓縮半導體光放大器的發散角，實現高功率輸出，提高光纖耦合效率。本發明公開的這種半導體光放大器上波導層的拋物線形曲面結構通過電子束曝光或紫外光刻，然后采用干法與濕法相結合的刻蝕工藝制備得到。

技術領域

本發明涉及半導體光放大器領域，特別涉及一種具有拋物線形曲面波導結構的GaAs基半導體光放大器。

背景技術

半導體光放大器是以半導體材料作為增益介質，能對外來光子進行放大或提供增益的光電器件，其具有工作波長范圍大、結構簡單、體積小、功耗低、可與其他有源和無源光電子器件進行混合或單片集成、制作工藝成熟等優點。半導體光放大器是未來全光網絡中實現全光信號處理和補償光損耗的重要器件，在光通信系統中有著廣泛的應用，不僅可做光發送機的功率放大器、線路的中繼放大器、光接收機的前置放大器和光分路補償放大器，而且還可以作為非線性器件用于光開關和波長變換器等光信號處理模塊。

隨著光通信技術發展的需要，對半導體光放大器的輸出功率、小信號增益、增益偏振靈敏度及噪聲指數性能有更高的要求。目前半導體光放大器存在模式體積小、光增益及飽和光輸出功率小等問題，采用多個直波導半導體光放大器的陣列，通過光聚合可實現功率的增加，但是這種結構需要外部光學部件來實現光聚合無法實現小型化要求。

發明內容

本發明提出一種具有拋物線形曲面波導結構的GaAs基半導體光放大器，通過采用拋物線形曲面波導結構，改變半導體光放大器的模式體積和發散角，提高半導體光放大器的光增益和光輸出功率。

本發明提出一種半導體光放大器，所述半導體光放大器包括N型GaAs襯底、N型Al_xGa_1-xAs緩沖層、N型AlGaAsSb下限制層、N型Al_xGa_1-xAs下波導層、In_xGa_1-xAs量子阱有源區、P型Al_xGa_1-xAs拋物線形曲面上波導層、P型AlGaAsSb上限制層。

本發明通過把P型上波導層制備成拋物線形曲面結構，使拋物線形曲面尖端的光子密度提高，該結構可提高半導體光放大器的模式體積，使半導體光放大器具有更高的增益，同時該拋物線形曲面波導結構有利于壓縮半導體光放大器的發散角，實現高輸出功率及光纖耦合的效率。

附圖說明

圖1是本發明所提出的一種具有拋物線形曲面波導結構的GaAs基半導體光放大器結構示意圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。