[發明專利]一種并聯式混合集成注入鎖定DFB激光器

有效

• 申請號: 201710801552.6
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107565382B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 張云山;施躍春;趙國旺;田響;鄭吉林;陳向飛
• 申請（專利權）人: 南京大學（蘇州）高新技術研究院
• 主分類號: H01S5/12
• 分類號: H01S5/12;H01S3/098
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 李慶波

1.一種并聯式混合集成注入鎖定DFB激光器，包括主激光器芯片和從激光器芯片，其特征在于，所述主激光器芯片和所述從激光器芯片均為DFB激光器，并且并聯封裝在同一個管殼內，所述主激光器芯片的輸出口通過第一耦合光纖連接到環形器的第一端口，所述從激光器芯片的輸出口通過第二耦合光纖連接到所述環形器的第二端口，所述環形器的第三端口作為所述并聯式混合集成注入鎖定DFB激光器的注入鎖定激光輸出口，并且激光在所述環形器中從第一端口到第二端口再到第三端口單向傳輸；所述第一耦合光纖和所述第二耦合光纖均為保偏 光纖；所述主激光器芯片和所述從激光器芯片并列相鄰集成在同一芯片bar條上，具有相同的材料外延結構并且共用同一熱沉，所述主激光器芯片和所述從激光器芯片的間距范圍是250微米至2毫米；所述主激光器芯片和所述從激光器芯片均為脊波導結構，所述脊波導的寬度范圍為1.5μm至3μm，脊波導的高度1.6μm；所述主激光器芯片和所述從激光器芯片具有相同的分層結構，由下向上依次是：負電極，N型襯底，N型InP緩沖層，晶格匹配InGaAsP波導層，應變InGaAsP多量子阱層，InGaAsP光柵材料層，P型晶格匹配InGaAsP波導層，P型InP限制層，SiO₂絕緣層，P型InGaAs歐姆接觸層，正電極；所述N型InP緩沖層的厚度是200nm，摻雜濃度為1.1×10¹⁸cm^-3；所述晶格匹配InGaAsP波導層的厚度是100nm，無摻雜；所述應變InGaAsP多量子阱層包括7個量子阱，所述量子阱的阱寬8nm，壘寬10nm，0.5％壓應變，晶格匹配材料；所述InGaAsP光柵層的厚度是50nm；所述P型晶格匹配InGaAsP波導層的厚度是100nm，摻雜濃度1.0×10¹⁷cm^-3；所述P型InP限制層的厚度是1.7μm，摻雜濃度范圍是3.0×10¹⁷cm^-3至2.0×10¹⁸cm^-3；所述SiO₂絕緣層的厚度范圍是200nm-400nm；所述P型InGaAs歐姆接觸層的厚度是100nm，摻雜濃度>5.0×10¹⁸cm^-3。

2.根據權利要求1所述的并聯式混合集成注入鎖定DFB激光器，其特征在于，在所述InGaAsP光柵材料層設置有通過重構-等效啁啾技術制作的取樣光柵結構，所述主激光器和所述從激光器的所述取樣光柵結構的周期可調，所述主激光器芯片和所述從激光器芯片的激光波長差在±0.2nm以內。

3.根據權利要求2所述的并聯式混合集成注入鎖定DFB激光器，其特征在于，所述主激光器芯片和所述從激光器芯片的所述取樣光柵結構是基于重構-等效啁啾技術制作的等效λ/4相移光柵、等效λ/8相移光柵、等效切趾光柵、等效周期節距調制CPM光柵、等效多相移MPS光柵、非對稱等效相移光柵或非對稱等效切趾光柵。

4.根據權利要求1所述的并聯式混合集成注入鎖定DFB激光器，其特征在于，所述主激光器芯片設置有主激光器供電電極，所述從激光器芯片設置有從激光器供電電極，所述主激光器供電電極與所述從激光器供電電極彼此獨立，通過向所述主激光器供電電極輸入不同的直流偏置電流調節所述主激光器的激射波長，通過向所述從激光器供電電極輸入不同的直流偏置電流調節所述從激光器的激射波長。

5.根據權利要求4所述的并聯式混合集成注入鎖定DFB激光器，其特征在于，對所述主激光器芯片和所述從激光器芯片波長差的調整控制方法是：先使所述從激光器芯片的供電電極施加一個穩定的工作電流，使得所述從激光器芯片產生穩定波長的激光輸出，然后調整所述主激光器芯片的供電電極的工作電流，使得所述主激光器芯片產生的激光的波長能夠進行微調，從而微調所述主激光器芯片產生的激光與所述從激光器芯片產生的激光之間的波長差，進而實現所述主激光器芯片產生的激光對所述從激光器芯片產生的激光的注入鎖定。