[發(fā)明專利]一種波長可調(diào)諧的半導(dǎo)體激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810645722.0
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108683078B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林中晞;林琦;徐玉蘭;陳景源;鐘杏麗;朱振國;薛正群;蘇輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所
• 主分類號: H01S5/06
• 分類號: H01S5/06;H01S5/10
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535
• 代理人: 張祖萍

本發(fā)明涉及一種波長可調(diào)諧的半導(dǎo)體激光器，包括：有源層、波導(dǎo)層和分離限制層；其中，波導(dǎo)層位于有源層和分離限制層之間；波導(dǎo)層包括脊波導(dǎo)和微腔，微腔位于脊波導(dǎo)的一側(cè)。本發(fā)明提供的波長可調(diào)諧的半導(dǎo)體激光器，利用電調(diào)制脊波導(dǎo)的飽和吸收區(qū)產(chǎn)生的增益杠桿效應(yīng)，能夠增大半導(dǎo)體激光器的3dB帶寬，實現(xiàn)高速調(diào)制。本發(fā)明提出的半導(dǎo)體激光器還利用半導(dǎo)體激光器側(cè)邊上的微腔結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對半導(dǎo)體激光器波長的選擇性輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體激光器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種波長可調(diào)諧的半導(dǎo)體激光器。

背景技術(shù)

高速半導(dǎo)體激光器是長距離、大容量光纖通信系統(tǒng)的關(guān)鍵器件，其在高速信號處理系統(tǒng)、高速波分復(fù)用系統(tǒng)中也占有非常重要的地位。近年來，為了滿足人們對高速激光器的廣泛需求，各大企業(yè)和研究機構(gòu)開展了大量的相關(guān)研究，相繼報道了多種結(jié)構(gòu)和設(shè)計的高速半導(dǎo)體激光器，如P摻雜應(yīng)變量子阱激光器、分布反饋式(DFB)激光器、應(yīng)變補償多量子阱激光器、分布反射式(DBR)激光器等。

當(dāng)前，微腔半導(dǎo)體激光器因其具有高品質(zhì)因子、低激射閾值以及易于平面工藝制備和二維光集成等優(yōu)勢，在光通訊、光互連以及光集成等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。但是，目前的微腔半導(dǎo)體激光器不具備波長可調(diào)諧的功能。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述半導(dǎo)體激光器不具備波長可調(diào)諧功能的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種波長可調(diào)諧的半導(dǎo)體激光器，

一種波長可調(diào)諧的半導(dǎo)體激光器，包括：有源層、波導(dǎo)層和分離限制層；

其中，波導(dǎo)層位于有源層和分離限制層之間；

波導(dǎo)層包括脊波導(dǎo)和微腔，微腔位于脊波導(dǎo)的一側(cè)。

在某些實施例中，所述微腔為環(huán)形微腔或圓盤形微腔。

在某些實施例中，環(huán)形微腔為圓環(huán)形諧振腔，圓環(huán)形諧振腔內(nèi)外邊界呈軸對稱，且內(nèi)外邊界的中心重合，刻蝕深度相同。

在某些實施例中，所述脊波導(dǎo)包括增益區(qū)、電隔離區(qū)和飽和吸收區(qū)；增益區(qū)、電隔離區(qū)和飽和吸收區(qū)位于同一脊條上且共線排列，電隔離區(qū)對增益區(qū)和飽和吸收區(qū)進行電隔離；微腔設(shè)置在增益區(qū)沿長度方向的任意位置；

在半導(dǎo)體激光器工作時，增益區(qū)上加正向電流形成增益，飽和吸收區(qū)上加調(diào)制電流信號。

在某些實施例中，增益區(qū)的長度大于電隔離區(qū)和飽和吸收區(qū)的總長度，電隔離區(qū)的長度大于等于飽和吸收區(qū)的長度。

在某些實施例中，電隔離區(qū)采用干濕法腐蝕或者離子注入方法形成。

在某些實施例中，增益區(qū)和飽和吸收區(qū)的上方設(shè)置有平面電極，增益區(qū)的電極和飽和吸收區(qū)的電極之間相互獨立不相連。

在某些實施例中，微腔與脊波導(dǎo)直接相連，或者在微腔與脊波導(dǎo)之間加入側(cè)邊電隔離區(qū)進行電隔離。

在某些實施例中，在微腔與脊波導(dǎo)之間加入側(cè)邊電隔離區(qū)時，微腔上方設(shè)置有平面電極，環(huán)形微腔的電極與增益區(qū)的電極和飽和吸收區(qū)的電極之間相互獨立不相連。

在某些實施例中，有源層采用應(yīng)變量子阱和應(yīng)變量子壘交替混合的多層量子阱結(jié)構(gòu)；

有源層采用InGaAsP或AlInGaAs同一種材料不同組分生長或兩種材料交替生長形成光增益區(qū)；

應(yīng)變量子阱的總厚度為8～12nm，應(yīng)變量子壘的總厚度為8～12nm，應(yīng)變量子阱和應(yīng)變量子壘的應(yīng)變值均在1％～1.2％之間。