[實用新型]一種高速工溫DFB激光器

有效

• 申請號: 201921546382.2
• 申請日: 2019-09-18
• 公開（公告）號: CN210468378U
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 單智發;張永;姜偉;陳陽華
• 申請（專利權）人: 全磊光電股份有限公司
• 主分類號: H01S5/12
• 分類號: H01S5/12;H01S5/22;H01S5/34
• 代理公司: 蘇州翔遠專利代理事務所(普通合伙) 32251
• 代理人: 劉計成

一種高速工溫DFB激光器，該激光器的外延結構包括InP襯底，InP襯底上沉積有緩沖層，緩沖層的左上方沉積有縱向限制層；緩沖層的右上方由下往上依次沉積有光柵層、過度層、有源區下限制層、下波導層、量子阱、上波導層和有源區上限制層；縱向限制層與有源區上限制層的上端齊平且兩者上方沉積一腐蝕阻擋層；腐蝕阻擋層的上方依次沉積有聯接層、第一勢壘漸變層、第二勢壘漸變層和歐姆接觸層；該激光器的表面設置有絕緣層。本實用新型電阻低，調制速率快，高溫特性好；避免了含Al的材料暴露在水氧環境下，提高了器件的可靠性；采用大尺寸芯片結構，在芯片表面蒸鍍高熱導率材料，芯片散熱佳，高溫特性好，有利于工作在寬溫度范圍。

技術領域

本實用新型屬于DFB激光器開發技術領域，具體涉及一種高速工溫DFB激光器。

背景技術

隨著5G商用的日益臨近，窄線寬、高邊模抑制比和調制速率高的動態單模分布反饋激光器(DFB-LD)成為首選光源。DFB采用折射率周期性變化的光柵調制，具有良好的單縱模特性，邊模抑制比可達35dB以上，調制速率可達50GHz以上，可以滿足5G移動網絡高速率/低時延的應用要求。由于5G網絡應用于戶外，要求能在-40～85℃下均能達到高的調制速率，然而在高溫下，激光器的載流子泄露嚴重，且過量的熱的聲子易把載流子踢出量子阱區，嚴重影響高溫調制速率。

DFB激光器在半導體內部建立起布拉格光柵，依靠光的分布反饋實現單縱模的選擇，具有高速、窄線寬及動態單縱模工作特性，且DFB激光器能在更寬的工作溫度與工作電流范圍內抑制普通FP激光器的模式跳變，極大地改善器件的噪聲特性，在5G移動通信領域具有廣泛的應用。

為了解決DFB激光器高溫調制速率下降嚴重的問題，我們設計了一種高速工溫DFB激光器，改善芯片表面的散熱，提高高溫帶寬，使激光器能工作在-40～85℃的溫度范圍。

實用新型內容

為克服上述現有技術中的不足，本實用新型目的在于提供一種高速工溫DFB激光器。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供了一種高速工溫DFB激光器，該激光器的外延結構包括InP襯底，所述InP襯底上沉積有緩沖層，所述緩沖層的左上方沉積有縱向限制層；所述緩沖層的右上方由下往上依次沉積有光柵層、過度層、有源區下限制層、下波導層、量子阱、上波導層和有源區上限制層；所述縱向限制層與所述有源區上限制層的上端齊平且兩者上方沉積一腐蝕阻擋層；所述腐蝕阻擋層的上方依次沉積有聯接層、第一勢壘漸變層、第二勢壘漸變層和歐姆接觸層；該激光器的表面設置有絕緣層。

優選的技術方案為：該外延結構的脊波導結構上蒸鍍有正面電極，該外延結構的InP襯底背面蒸鍍有背面電極；該激光器的管芯一端蒸鍍有反射率為90％的高反射膜，另一端蒸鍍有反射率為0.03％的低反射膜。

優選的技術方案為：所述光柵層為張應變結構且應變量為500-1000ppm。

優選的技術方案為：所述光柵層的厚度為40～60nm。

優選的技術方案為：所述絕緣層的材料為氧化石墨烯高熱導層材料或者金鋼石高熱導層材料。

優選的技術方案為：所述第一勢壘漸變層、第二勢壘漸變層的波長分別為1300nm和 1500nm。

由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有的優點是：

本實用新型采用N光柵結構，采用InGaAsP波導層替代部分有源區，形成的DFB激光器閾值低，電阻低，且調制速率快，高溫特性好；先生長InGaAsP波導層，然后生長量子阱有源區，避免了含Al的材料暴露在水氧環境下，提高了器件的可靠性；采用大尺寸芯片結構，在芯片表面蒸鍍高熱導率材料，芯片散熱佳，高溫特性好，有利于工作在寬溫度范圍。

附圖說明

圖1為本實用新型外延結構示意圖。