[實(shí)用新型]一種DFB半導(dǎo)體激光器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720051403.8
• 申請(qǐng)日: 2017-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206412633U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛正群;蘇輝;王凌華;陳陽(yáng)華;林琦;林中晞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所
• 主分類號(hào): H01S5/12
• 分類號(hào): H01S5/12;H01S5/22;H01S5/343
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11535
• 代理人: 劉元霞,張祖萍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體激光器，具體涉及一種DFB(分布式反饋)半導(dǎo)體激光器。

背景技術(shù)

在光纖通信中，半導(dǎo)體激光器由于體積小、效率高、功耗低、易于集成等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為光通信領(lǐng)域中的核心信號(hào)發(fā)射源，在半導(dǎo)體激光器中DFB激光器由于其單模輸出，輸出光譜窄，有效地降低了光在光纖中傳輸而引起的色散展寬，非常適合于應(yīng)用在高速調(diào)制和長(zhǎng)距離光纖通信中。

對(duì)于DFB半導(dǎo)體激光器來(lái)說(shuō)，目前主要的方法是在外延材料的光柵層上通過(guò)雙光束全息曝光方法制備周期均勻性的光柵，再通過(guò)MOCVD生長(zhǎng)技術(shù)掩埋光柵，完成外延片的制作。該制備工藝都需要二次生長(zhǎng)技術(shù)，增加了制備的難度。另一方面，在實(shí)際應(yīng)用中不管是封裝的TO-CAN器件還是Butterfly器件，其封裝內(nèi)部除了常規(guī)的DFB激光器外，在激光器的背光處需要PD芯片，用來(lái)間接監(jiān)測(cè)激光器工作情況。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種DFB半導(dǎo)體激光器，利用單芯片集成腔外光柵和探測(cè)器的技術(shù)，避免了二次生長(zhǎng)和需要額外添加PD芯片的成本，使得工藝簡(jiǎn)化，有效降低器件整體成本。

本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案如下。

一種DFB半導(dǎo)體激光器，包括：脊型波導(dǎo)激光器、光柵和探測(cè)器，其中，脊型波導(dǎo)激光器位于基片表面靠近出光端面的區(qū)域，光柵和探測(cè)器位于脊型波導(dǎo)激光器的腔外，光柵刻蝕到襯底層并靠近脊型波導(dǎo)激光器，探測(cè)器位于基片表面靠近背光端面的區(qū)域，并靠近光柵。

進(jìn)一步地，所述基片采用多量子阱外延結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述基片包括N-InP襯底層、N-InP緩沖層、AlGaInAs下波導(dǎo)層、AlGaInAs多量子阱有源層、AlGaInAs上波導(dǎo)層、P-InP間隔層、P-InGaAsP腐蝕停止層、P-InP空間層、P-InGaAsP過(guò)渡層、P⁺-InGaAs重?fù)诫s歐姆接觸層和P-InP保護(hù)層。

進(jìn)一步地，AlGaInAs上波導(dǎo)層與AlGaInAs下波導(dǎo)層為組分漸變的波導(dǎo)層。

進(jìn)一步地，所述脊型波導(dǎo)激光器的脊型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括P-InGaAsP腐蝕停止層、P-InP空間層、P-InGaAsP過(guò)渡層和P⁺-InGaAs重?fù)诫s歐姆接觸層。

進(jìn)一步地，脊型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的脊深1.8μm，上下脊寬分別為2.0μm和1.8μm。

進(jìn)一步地，所述光柵為周期性均勻光柵。

進(jìn)一步地，所述光柵表面覆蓋有BCB。

進(jìn)一步地，還包括位于脊型波導(dǎo)激光器的脊型波導(dǎo)表面的激光器金屬覆蓋區(qū)域和位于探測(cè)器表面的探測(cè)器金屬覆蓋區(qū)域。

進(jìn)一步地，出光端面蒸鍍有一對(duì)Si/Al₂O₃高透膜；背光端面蒸發(fā)有兩對(duì)Al₂O₃/Si高反膜。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型采用InP基底片在其上面生長(zhǎng)緩沖層、波導(dǎo)結(jié)構(gòu)有源區(qū)層、腐蝕停止層、空間層、電接觸層等形成基片，對(duì)基片進(jìn)行工藝制備，即在單顆管芯內(nèi)，在靠近出光端區(qū)域制備脊型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)激光器；在背光區(qū)域，與RWG激光器相鄰的區(qū)域采用ICP干法刻蝕，實(shí)現(xiàn)RWG激光器腔外的周期性光柵，其光柵刻蝕到襯底層，在光柵靠近背光端面為探測(cè)器；采用BCB對(duì)光柵進(jìn)行覆蓋，起到保護(hù)光柵的作用；制備電極，最后對(duì)出光端面蒸鍍高透膜，對(duì)背光端面蒸鍍高反膜，形成了集成腔外光柵和探測(cè)器為一體的DFB半導(dǎo)體激光器，該器件制備同時(shí)具備了激光輸出和背光監(jiān)測(cè)的功能。

本實(shí)用新型通過(guò)采用在激光器腔外單芯片集成了光柵和探測(cè)器，與常規(guī)的DFB半導(dǎo)體激光器相比，無(wú)需光柵的二次掩埋生長(zhǎng)；對(duì)于器件應(yīng)用來(lái)說(shuō)無(wú)需外加的背光探測(cè)器芯片，能有效降低器件成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型提出的DFB半導(dǎo)體激光器制備方法的流程框圖；

圖2為本實(shí)用新型提出的DFB半導(dǎo)體激光器的外延片結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本實(shí)用新型提出的DFB半導(dǎo)體激光器的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型提出的DFB半導(dǎo)體激光器的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：