[發(fā)明專利]非對稱結(jié)構(gòu)相移光柵及DFB半導體激光器在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201611201528.0 | 申請日： | 2016-12-22 |
| 公開（公告）號： | CN108233173A | 公開（公告）日： | 2018-06-29 |
| 發(fā)明（設計）人： | 鄭俊守;孫雨舟;王祥忠 | 申請（專利權(quán)）人： | 蘇州旭創(chuàng)科技有限公司 |
| 主分類號： | H01S5/12 | 分類號： | H01S5/12;H01S5/125 |
| 代理公司： | 蘇州威世朋知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 32235 | 代理人： | 楊林潔 |
| 地址： | 215000 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 光柵 啁啾光柵 相移 相移光柵 半導體激光器 非對稱結(jié)構(gòu) 光柵占空比 激光器 相等 非中心位置 輸出光功率 折射率調(diào)制 光柵周期 結(jié)構(gòu)對稱 結(jié)構(gòu)方向 逐漸變化 非對稱 光功率 單模 減小 刻蝕 燒孔 申請 鄰近 輸出 | ||
本申請揭示了一種非對稱結(jié)構(gòu)相移光柵及DFB半導體激光器，所述相移光柵包括位于相移光柵非中心位置的相移結(jié)構(gòu)及位于相移結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一光柵和第二光柵，所述第一光柵和第二光柵的刻蝕深度相等、且光柵占空比相等或光柵占空比之和等于1，所述第一光柵和第二光柵的長度不同，第一光柵和第二光柵中鄰近相移結(jié)構(gòu)兩側(cè)為一定長度的第一啁啾光柵和第二啁啾光柵，第一啁啾光柵和第二啁啾光柵沿相移結(jié)構(gòu)對稱分布，且第一啁啾光柵和第二啁啾光柵的光柵周期沿朝向相移結(jié)構(gòu)方向逐漸變化。本申請可實現(xiàn)光功率的非對稱輸出，提高了激光器的輸出光功率；減小相移結(jié)構(gòu)附近的折射率調(diào)制，有效減弱空間燒孔效應的影響，提高了激光器的單模穩(wěn)定性。
技術領域
本申請屬于半導體激光器技術領域，具體涉及一種非對稱結(jié)構(gòu)相移光柵及DFB半導體激光器。
背景技術
分布反饋(DFB)半導體激光器，已經(jīng)成為光通信網(wǎng)絡中必不可少的光源，在DWDM和CWDM 等各種波分復用系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。
對于有源光通信器件，無論是在光通信網(wǎng)絡還是在光子集成芯片中，分布反饋(DFB)半導體激光器因其良好的單模特性而受到青睞。早期的 DFB半導體激光器，其折射率是被周期性地均勻調(diào)制的，這種激光器在布拉格波長兩側(cè)，對稱地存在兩個諧振腔損耗相同并且最低的模式，稱之為兩種模式簡并，如果在光柵的中心引入一個四分之一波長(λ/4)的相移，就可以消除雙模簡并。這種方法的最大優(yōu)點在于其模式閾值增益差大，可以實現(xiàn)真正的動態(tài)單模工作，這是實現(xiàn)激光器單模工作的有效方法，在光通信系統(tǒng)中應用廣泛。
DFB半導體激光器中，在相同外部注入電流的情況下，需要盡可能地獲得較大的有效光功率，提高對注入電流的利用率。為了增大DFB半導體激光器的有效輸出光功率，通常將非對稱結(jié)構(gòu)引入相移光柵DFB半導體激光器中，常見的非對稱結(jié)構(gòu)有：
1)兩個出光端面的反射率大小不對稱，即在激光器一端面上鍍高反射膜(HR)，另一個端面上鍍抗反射膜(AR)的方式來實現(xiàn)兩端面反射率的不對稱，達到改變DFB半導體激光器兩端面的輸出功率之比的目的；
2)將光柵相移偏離激光器中心位置，偏向激光器輸出端。
對于結(jié)構(gòu)1，如果激光器是分立器件，是可以在激光器一端面鍍上高反射膜(HR)，另一個端面鍍上抗反射膜(AR)的方式來分配激光器兩個端面的輸出激光功率，但高反射膜會帶來隨機相位的影響，導致激光器跳模，隨機相位對激光器產(chǎn)生的負面影響無法控制，目前尚未找到有效解決隨機相位影響的方法。另外，對于未來光子集成芯片，即各種光子器件通過選擇區(qū)域外延生長技術或?qū)由L技術集成在一起的芯片，無法通過鍍膜的方法實現(xiàn)DFB激光器兩端面激光的非對稱輸出。對于結(jié)構(gòu)2，相移偏離中心位置偏向激光輸出端，雖能提高輸出端的光功率，但相移偏離中心會加劇空間燒孔效應的影響，降低單模穩(wěn)定性和成品率。
發(fā)明內(nèi)容
本申請一種非對稱結(jié)構(gòu)相移光柵，所述相移光柵包括位于相移光柵非中心位置的相移結(jié)構(gòu)及位于相移結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一光柵和第二光柵，所述第一光柵和第二光柵的刻蝕深度相等、且光柵占空比相等或光柵占空比之和等于1，所述第一光柵和第二光柵的長度不同，第一光柵和第二光柵中鄰近相移結(jié)構(gòu)兩側(cè)為一定長度的第一啁啾光柵和第二啁啾光柵，第一啁啾光柵和第二啁啾光柵沿相移結(jié)構(gòu)對稱分布，且第一啁啾光柵和第二啁啾光柵的光柵周期沿朝向相移結(jié)構(gòu)方向逐漸變化。
一實施例中，所述相移結(jié)構(gòu)的相移量為0、λ/4、λ/8、或λ，λ為相移光柵的輸出波長。
一實施例中，所述第一光柵和第二光柵的占空比為(0，1)范圍內(nèi)的任意值且兩者占空比相等，或第一光柵和第二光柵的占空比分別在(0，0.5)和(0.5，1)范圍且兩者之和等于1。
一實施例中，所述第一光柵和第二光柵的長度之比滿足1<L1:L2≤3，L1和L2分別為第一光柵和第二光柵的長度。
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