[發明專利]一種窄線寬可調諧激光器及其制備方法

有效

• 申請號: 202010763790.4
• 申請日: 2020-08-01
• 公開（公告）號: CN111740311B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 魏思航;陽紅濤;王任凡
• 申請（專利權）人: 武漢敏芯半導體股份有限公司
• 主分類號: H01S5/10
• 分類號: H01S5/10;H01S5/12;H01S5/20;H01S5/068
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

1.一種窄線寬激光器芯片，其特征在于，該激光器芯片從下到上依次包括襯底層、下波導層和上波導層；下波導層和上波導層位于不同的平面，二者通過垂直耦合進行光能量交換；

下波導層設有有源增益波導和下層無源波導，兩者采用對接方式連接，下層無源波導通過設置多個彎曲波導延長腔長；

上波導層設有上層無源波導和微環反射器，上層無源波導與下層無源波導通過耦合器垂直耦合，微環反射器與上層無源波導耦合連接，上層無源波導通過設置多個彎曲波導延長腔長；

該激光器芯片包括多個上下分布的上層無源波導，相鄰上層無源波導之間通過耦合器垂直耦合，位于最下層的上層無源波導通過耦合器與下層無源波導垂直耦合，微環反射器為閉環結構，微環反射器與最上層的上層無源波導耦合連接。

2.根據權利要求1所述的窄線寬激光器芯片，其特征在于，有源增益波導為半導體光放大器或DFB激光器。

3.根據權利要求1所述的窄線寬激光器芯片，其特征在于，耦合器為光柵輔助垂直耦合器或1/4波長耦合器。

4.根據權利要求3所述的窄線寬激光器芯片，其特征在于，光柵輔助垂直耦合器的光柵位于下層無源波導或上層無源波導中。

5.根據權利要求3所述的窄線寬激光器芯片，其特征在于，通過對微環反射器和光柵輔助垂直耦合器進行熱調諧或電注入實現波長調諧。

6.根據權利要求1所述的窄線寬激光器芯片，其特征在于，微環反射器包括單個或多個微環。

7.根據權利要求1所述的窄線寬激光器芯片，其特征在于，上層無源波導的芯區大于下層無源波導的芯區。

8.一種窄線寬激光器，其特征在于，該激光器包括權利要求1-7中任一項所述的窄線寬激光器芯片。

9.一種根據權利要求1所述的窄線寬激光器芯片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

在襯底上外延生長出下層無源波導層和半導體光放大器SOA有源區，采用對接生長技術完成下層無源波導層和半導體光放大器SOA有源區的對接；

在下層無源波導層中生成光柵結構；

腐蝕下層無源波導區域和半導體光放大器SOA有源區，形成半導體光放大器SOA波導結構和具有多個彎曲波導的下層無源波導結構；

用掩膜保護半導體光放大器SOA區域，向上生長出上層無源波導層，通過光柵結構完成兩層無源波導的垂直耦合；

采用刻蝕技術刻蝕出微環結構和具有多個彎曲波導的上層無源波導結構。