[實用新型]一種DFB半導體激光器

有效

• 申請號: 201720051772.7
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN206412634U
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 薛正群;蘇輝;王凌華;陳陽華;林琦;林中晞
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: H01S5/12
• 分類號: H01S5/12;H01S5/22;H01S5/343
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙)11535
• 代理人: 劉元霞,張祖萍

技術領域

本實用新型涉及一種半導體激光器，具體涉及一種DFB半導體激光器。

背景技術

隨著光纖通信的迅速發展，單縱模和高速直調器件成為未來光通信領域里的主流光器件，是長距離和大容量光纖通信的關鍵器件。其廣泛應用在光纖到戶、數據中心、有線電視以及微波光子領域。

分布反饋式(DFB，distributed feedback)半導體激光器激光器為一種邊發射的半導體激光器，通過在激光器內部制備周期性分布的光柵對光進行耦合和選模，實現單模輸出。目前在單模半導體激光器制備過程中其采用的方法大致有如下幾種：(1)1/4波長相移光柵，該結構制作復雜，并且成品率低，同時對兩個端面鍍完減反膜后，其單邊的輸出功率低，不利于產業化生產；(2)采用增益或損耗耦合型光柵，該方法能實現較高的產品率，但其在有源區引入了材料缺陷，容易產生產品長期工作的可靠性問題，目前該方法還未見批量的生產報道；(3)目前生產上較為常用的是采用折射率耦合型光柵，實現DFB器件的制備，制備該器件要綜合考慮到光柵的位置、耦合系數，以及光柵和材料增益譜線的匹配情況；即便是解決了如上的問題，對于折射率耦合光柵來說由于其芯片解離采用機械解離，因此光柵在端面會留下隨機的相位，這些隨機相位的光柵對反射光的影響導致了目前DFB器件良率低的問題。

實用新型內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種DFB半導體激光器。

本實用新型提出的技術方案如下。

一種DFB半導體激光器，所述DFB半導體激光器為包含多個激光器的單顆管芯，其中，每個激光器具有的脊型波導相互獨立，所述管芯還包括金屬覆蓋區域，所述金屬覆蓋區域位于所述脊型波導的上表面，每個脊型波導由各自對應的激光器焊盤單獨供電。

進一步地，所述脊型波導位于所述管芯的中間位置。

進一步地，所述脊型波導包括：InP光柵覆蓋層、P-InP過渡層、P-InGaAsP過渡層和P-InGaAs重摻雜層。

進一步地，所述多個激光器為四個激光器，所述脊型波導為四個脊型波導。

進一步地，制備所述管芯的外延片采用波導和有源區結構。

進一步地，所述外延片表面的光柵層上制備有均勻的部分光柵。

進一步地，所述光柵遠離管芯的出光端面和背光端面一段距離。

進一步地，所述外延片包括：N-InP襯底、N-InP緩沖層、InAlGaAs下波導層、AlGaInAs多量子阱有源層、InAlGaAs上波導層、P-InP過渡層、P-InGaAsP過渡層、P-InP空間層、InGaAsP光柵層和InP保護層。

進一步地，所述InAlGaAs下波導層和InAlGaAs上波導層為禁帶寬度和折射率漸變的波導層。

本實用新型的有益效果：

本實用新型提出的DFB半導體激光器采用的外延片為光通信波段InP基半導體激光器外延片，對一次外延片進行部分光柵制作和二次生長形成基片的結構，采用脊型工藝制備高良率的DFB半導體激光器。在制備脊型波導結構時在單顆管芯靠近其中間位置制備四個脊型波導，四個脊型波導相互獨立，并且有各自的電流注入區域，其中只要有一個脊型波導的出光特性合格，則該管芯合格，由此制備的芯片工藝簡便、與常規工藝兼容，能大幅有效地提高DFB半導體激光器的成品率。并且，在光柵制備時，采用部分的均勻光柵工藝，在靠近芯片出光端面和背光端面處的一段區域不制備光柵，這樣處理能避免由于機械解離光柵而產生的端面光柵隨機相位問題，提高成品率。另外，通過對打點區域的識別可以對不同管芯進行分類，工藝簡便，可較快導入生產。

附圖說明

圖1為本實用新型提出的DFB半導體激光器制備方法的工藝流程圖；

圖2為本實用新型提出的DFB半導體激光器中含光柵的外延結構示意圖；

圖3為本實用新型提出的DFB半導體激光器的芯片結構圖；

圖4為本實用新型提出的DFB半導體激光器中管芯鍍完金屬膜后的芯片結構圖。

附圖標記說明：