[實用新型]一種雙量子阱電吸收調制激光器

有效

• 申請號: 201720678135.2
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN207149876U
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 羅俊崗;潘彥廷;李馬惠;王興;師宇晨;燕聰慧;楊亞楠;楊英;陳怡婷
• 申請（專利權）人: 陜西源杰半導體技術有限公司
• 主分類號: H01S5/34
• 分類號: H01S5/34
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本實用新型屬于光通訊高速器件技術領域，特別涉及一種雙量子阱電吸收調制激光器。

背景技術

對于目前光通訊帶寬的需求提升，長距離高帶寬應用日益廣泛，以傳統DFB-LD激光器來達成相應的需求尤其在長距離傳輸下不易達成，主要的問題在于DFB-LD組件需同時完成光功率輸出與高速調制兩項功能，而長距離傳輸所遭遇的色散與功率損耗的問題需要克服， DFB-LD組件受制于直接調制的限制，讓色散與功率不足的問題成為瓶頸。而EML器件為DFB-LD和EAM的集成組件，能分別針對光功率輸出與高速調制的功能，以DFB-LD和EAM 來各自完成，能克服上述的瓶頸。對于傳統工藝的EML這類的集成組件，雖能解決上述提到的嚴重色散和功率損耗問題，但工藝復雜，良率差等缺點，成為傳統EML工藝上的詬病。本實用新型目的在于提供一種新型結構的雙量子阱電吸收調制激光器，我們這個新結構的目的是克服復雜工藝，使其簡單化，易于控制。

實用新型內容

為了解決上述問題，本實用新型的目的是提供一種雙量子阱電吸收調制激光器，解決了現有EML芯片中結構與工藝技術中存在的問題。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是，一種雙量子阱電吸收調制激光器，包括設置在頂部的包層和設置在底部的n-型InP襯底，以及從下到上依次設置在n-型InP襯底和頂部的包層之間的調制器多量子阱、激光器多量子阱和光柵層，以及設置在兩端的高反射膜和抗反射膜；

n-型InP襯底、包層和調制器多量子阱的一端與高反射膜接觸，另一端與抗反射膜接觸；激光器多量子阱和光柵層的一端與高反射膜接觸，另一端不接觸抗反射膜，激光器多量子阱和光柵層與抗反射膜之間填充有包層。

n-型InP襯底底面設置有n面金屬電極，包層頂面設置有p面金屬電極，p面金屬電極包括激光器正極金屬電極和調制器金屬電極，且激光器正極金屬電極和調制器金屬電極之間設置有電隔離區，高反射膜與電隔離區之間為激光器正極金屬電極，抗反射膜與電隔離區之間為調制器金屬電極。

激光器多量子阱和光柵層的另一端設置在電隔離區左下方，不進入電隔離區正下方區域。

激光器多量子阱和光柵層的長度為調制器多量子阱的一半。

調制器多量子阱的上下分別設置有調制器上層分別限制異質層和調制器下層分別限制異質層；激光器多量子阱的上下分別設置有激光器上層分別限制異質層和激光器下層分別限制異質層。

調制器的上層分別限制異質層與激光器區域的下層分別限制異質層之間設置有刻蝕停止層。

電隔離區為刻蝕在激光器與調制器之間的U型電隔離溝槽。

包層的折射率低于激光器多量子阱和調制器多量子阱的折射率。

與現有技術相比，本實用新型至少具有以下有益效果，在激光器多量子阱下方設置有調制器(EAM)多量子阱，激光器端的光被耦合進調制器的量子阱區域，該新型結構與傳統EML 原理是一致的，都是通過激光器(LD)區域加載正向偏置的電壓，即n型InP襯底的下方為背面金屬電極，作為激光器的負極；在激光器區域的正上方設有正型金屬電極，DFB-LD持續輸出，連續工作在閾值電流之上，而在調制器(EAM)的正上方的金屬電極，加載零偏壓和反向偏壓，反向偏壓會使得EAM的量子阱能帶發生扭轉變形，進而調制光的輸出；本實用新型提出雙量子阱(Twin-QW)EML的結構設計合理，通過在激光器下方設置調制器的量子阱，不需要在激光器量子阱的出光端對接調制器的量子阱，改善了一般EML遇到的缺點，工藝簡單易控制，帶寬易提升，耦光效率、高溫高頻特性優異，并適用于單片集成和大規模生產。

進一步的，通過在調制器的上層分別限制異質層與激光器區域的下層分別限制異質層之間設置有刻蝕停止層，可實現由其一次外延完成激光器與調制器的發光區域，依靠SiO₂掩膜，刻蝕工藝，刻蝕至LD量子阱與EAM之間的刻蝕停止層，保證了整個工藝流程簡單，易控制，且這樣使得調制器上端材料折射率小，DFB-LD的發出的光易耦合進EAM的量子阱區域，從而提高了耦光效率，且采用InAIGaAs材料，使得高溫高頻特性優異，良率高和功耗低的優點。