[發明專利]基于半波耦合部分反射器的可調諧半導體激光器

有效

• 申請號: 201810113412.4
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108288818B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 何建軍;郭嘉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01S5/10
• 分類號: H01S5/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種基于半波耦合部分反射器的可調諧半導體激光器。包括兩個諧振腔，一個諧振腔主要由光波導、第一部分反射器、第二部分反射器組成，另一個諧振腔主要由光波導、第一部分反射器、第二部分反射器組成；兩個諧振腔沿同一直線排列并相互耦合，兩個諧振腔中的兩個第二部分反射器之間通過一個公共的耦合波導連接。本發明具有最佳的單模選擇，發射波長可在一系列信道上切換，無需制作光柵，結構簡單，在耦合器的設計上具有很高的自由度，制作容差大，可以實現大范圍的數字式調諧。

技術領域

本發明涉及半導體激光器，尤其是涉及一種基于半波耦合部分反射器的可調諧半導體激光器。

背景技術

波長可調諧激光器是波分復用技術中的一個關鍵技術，在城域網和遠程光通信領域中也具有廣泛的應用。隨著光通信技術的快速發展，可調諧半導體激光器也在不斷的向低成本、低功耗、小型化和集成化的方向發展。從實際應用出發，要求可調諧半導體激光器可大范圍調諧，成本低廉，工作穩定，易于操作。

目前在光通訊領域中使用最為廣泛的波長可調諧激光器有兩種方案：一種是基于光柵的激光器，如分布反饋激光器(DFB)和分布反射光柵激光器(DBR)。這類激光器的制造中都需要制作光柵、刻蝕光柵、二次外延等步驟，大大增加了器件的成本。

另一種可調諧激光器的方案是利用兩個長度相異的諧振腔之間的耦合來實現，其波長調諧范圍可以利用Vernier效應顯著增加。這種類型激光器的一種實現形式是基于調制光柵Y型(MG-Y)可調諧半導體激光器，被報道于High-speed?direct?modulation?ofwidely?tunable?MG-Y?laser,IEEE?Photonics?Technology?Letters,17(6)(2005):1157-1159.其結構示意如圖1，這種MG-Y可調諧半導體激光器包含一個增益區，一個共同相位區，一個MMI耦合器，一個微分相位區以及兩個光柵，結構十分復雜；該激光器實現單模穩定工作和波長調諧需要調節共同相位區、微分相位區和光柵上的注入電流，這種多電極協調的調諧算法十分復雜，不利于激光器驅動電路的設計和激光器高效批量化生產，而且高昂的成本阻止了應用的推廣。

為了提供廉價的可調諧半導體激光器，何建軍于2006年提出了一種基于V型腔結構的半導體激光器，詳見“V型耦合腔波長可切換半導體激光器”，授權公告號：CN100463312B，其結構示意如圖2。它通過兩個長度相異的諧振腔之間的耦合來實現波長的調諧或者切換，通過優化兩個諧振腔之間的耦合系數能夠實現很高的邊模抑制比，其波長調諧通過調節某一臂注入電流來實現，調節范圍可以利用Vernier效應而顯著增加。除此之外，這種激光器還具有工藝簡單，成本低，波長切換方便，等方面的優勢。但是對于這種激光器，其耦合腔的一端為部分反射結構，該結構制作質量的好壞直接影響激光器的單模特性，所以這種激光器對于設計和制作的要求均較高，在一定程度上影響了其成品率。此外，由于采用具有彎曲波導的V型波導結構，引入了一定損耗，且不利于和其它器件集成。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于半波耦合部分反射器的可調諧半導體激光器。

本發明采用的技術方案是：

本發明包括兩個諧振腔，一個諧振腔主要由光波導、第一部分反射器、第二部分反射器組成，另一個諧振腔主要由光波導、第一部分反射器、第二部分反射器組成；兩個諧振腔沿同一直線排列并相互耦合，兩個諧振腔中的兩個第二部分反射器之間通過一個公共的耦合波導連接。

所述兩個諧振腔的第二部分反射器均為具有固定分光比的分光器件，一部分光經反射回到自身諧振腔，一部分光經過耦合波導進入另一個諧振腔。