[發明專利]一種光拍頻信號發射芯片及制備方法

在審

• 申請號: 201710255672.0
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107147447A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 陳鈺杰;王易;余思遠;蔡鑫倫
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/516;H01S5/22;H01S5/34
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

1.一種光拍頻信號發射芯片，其特征在于，包括微環激光器(1)、多模干涉耦合器(2)、靜態分布式反饋式激光器(3)、動態調制分布式反饋式激光器(4)、輸出定向耦合器與輸出波導(5)和半導體晶元(6)；所述的靜態分布式反饋式激光器(3)和動態調制分布式反饋式激光器(4)均與多模干涉耦合器(2)連接，同時，在這兩個分布式反饋式激光器上制作共面金屬傳輸線，完成電信號到光信號的直接上轉換，實現電信號的直接調制和發射；所述多模干涉耦合器(2)、輸出定向耦合器與輸出波導(5)均與微環激光器(1)連接；所述的半導體晶元(6)與光拍頻信號發射芯片中的其他器件連接；

在光拍頻信號發射芯片背面增加共地電極，實現注入電流獨立可調；光拍頻信號發射芯片利用光混頻、邊模注入鎖定以及光反饋回路的物理機理，輸出一個低噪聲的拍頻信號。

2.根據權利要求1所述的一種光拍頻信號發射芯片，其特征在于，所述的微環激光器(1)、多模干涉耦合器(2)、靜態分布式反饋式激光器(3)、動態調制分布式反饋式激光器(4)和輸出波導均為脊形結構，其中脊形臺寬度范圍為500nm～10mm。

3.根據權利要求1所述的一種光拍頻信號發射芯片，其特征在于，所述的微環激光器(1)的周長范圍為50mm～5000mm；所述的靜態分布式反饋式激光器(3)和動態調制分布式反饋式激光器(4)的光柵周期范圍為50nm～10mm。

4.根據權利要求1所述的一種光拍頻信號發射芯片，其特征在于，所述的靜態分布式反饋式激光器(3)和動態調制分布式反饋式激光器(4)，在其上面制作的共面金屬傳輸線和信號線與底線之間的間距范圍為5mm～500mm。

5.根據權利要求1所述的一種光拍頻信號發射芯片，其特征在于，所述的輸出波導上分有介質材料填充，其厚度范圍為100nm～5mm。

6.根據權利要求1～5所述的一種光拍頻信號發射芯片，其特征在于，所述的光拍頻信號發射芯片，將兩個分布式反饋式激光器輸出的信號分別對準微環激光器(1)內兩個激射縱模進行注入鎖定，再由微環激光器(1)光混頻效應產生相位關聯，又由微環激光器(1)的背向散射建立光反饋回路，三種物理機理共同起作用，輸出一個低噪聲的拍頻信號。

7.一種動態調制分布式反饋式激光器的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

a)在半導體襯底(404)上依次外延生長n型半導體層，多量子阱有源芯層(403)，以及p型半導體層；

b)依次對外延生長完畢的晶圓進行掩膜生長、圖形產生、臺階刻蝕，得到脊波導(401)、外圍脊形臺(402)和晶圓臺面；

c)在晶圓上依次沉積鈍化層(405)和介質層(406)；

d)在晶圓上依次旋涂光刻膠，曝光，熱回流，等離子體刻蝕，制備電極接觸窗口；

e)在晶圓上進行金屬沉積，制備傳輸線信號電極(407)、傳輸線地電極(408)和背面共地電極(409)。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述的鈍化層(405)的材料為二氧化硅或氮化硅。