[發(fā)明專利]一種寬譜多波長法布里-珀羅激光器

有效

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• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN111969415B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設計）人: 朱堯;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: H01S5/34
• 分類號: H01S5/34;H01S5/343;H01S5/10
• 代理公司: 北京云嘉湃富知識產(chǎn)權代理有限公司 11678
• 代理人: 李思霖

本發(fā)明公開了一種寬譜多波長法布里?珀羅激光器，其中第一量子阱有源層和第二量子阱有源層采用對接生長方式處于同層，采用腐蝕部分接觸層的方式實現(xiàn)兩段量子阱的電流注入隔離。本發(fā)明專利針對單一量子阱結(jié)構FP激光器譜寬較窄，波長通道數(shù)少的問題，采用對接生長兩種不同帶隙量子阱的方式，增大FP激光器的增益帶寬，實現(xiàn)大譜寬多波長通道輸出，相比于背景技術中采用量子阱混雜的方式，能夠避免快速退火導致的多量子阱材料的性能劣化；且對接端面采用傾斜端面設計，降低對接端面的反射率。

技術領域

本發(fā)明屬于光電子器件領域，具體涉及一種寬譜多波長法布里-珀羅（FP）激光器。

背景技術

密集波分復用（DWDM）技術能夠在同一根光纖中，實現(xiàn)不同波長通道的傳輸，極大的提升光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量，具有非常大的實用價值。隨著DWDM系統(tǒng)中波長通道的數(shù)量不斷增加，需要采用的單個激光二極管數(shù)量眾多，發(fā)射機的成本和復雜性也在增加。為了解決這些問題，人們開始研究從單一激光光源獲得多波長操作的一些替代技術，F(xiàn)P激光器由于其結(jié)構簡單、低制造成本且多波長縱模輸出，成為DWDM系統(tǒng)中的重要光源選擇。

然而，傳統(tǒng)的FP激光器采用單一的量子阱結(jié)構，其增益帶寬有限，導致激光器譜寬較窄，波長通道數(shù)量少，無法滿足越來越多的波長通道需求。提高波長通道數(shù)較常見的方式是采用多個FP激光器芯片集成陣列作為光源，這種方式會提高器件制作和控制成本及功耗；另外一種方案是改變量子阱增益譜的方式來擴展FP激光器增益帶寬和波長通道數(shù)，比較常見的方案有采用非對稱量子阱結(jié)構，需要在外延生長方向上生長不同厚度或組分的量子阱，且生長量子阱時需要嚴格控制不同量子阱的厚度和組分。

專利US6628686B1公開了一種集成多波長寬譜激光器，該激光器在生長了量子阱層后，利用離子注入、雜質(zhì)熱擴散的方式實現(xiàn)量子阱混雜，由于量子阱混雜會使量子阱材料帶隙藍移，從而使得激光器量子阱不同區(qū)域具有不同的帶隙結(jié)構，從而實現(xiàn)增益帶寬的擴寬。但是量子阱混雜方式需要采用快速熱退火，會使得缺陷和離子擴散，降低量子阱的性能，且工藝重復性較差。

專利CN107658693A公開了一種基于隨機光柵反饋的單片集成混沌激光器芯片，包括：一襯底；一下限制層，其制作在襯底上；一有源層，其制作在下限制層上；一上限制層，其制作在有源層上；一波導層，為條狀，其縱向制作在上限制層上面的中間；一P+電極層，其是用隔離溝將其分為兩段，其制作在波導層上；一N+電極層，其制作在下限制層的背面；其中，分為兩段的P+電極層分別對應于DFB激光器區(qū)和隨機反饋區(qū)；所述DFB激光器區(qū)為整個芯片提供輸出光和反饋光，其對應的上限制層部分制作有分布反饋Bragg光柵層；所述隨機反饋區(qū)對DFB激光器區(qū)發(fā)出的光進行隨機多反饋，該隨機反饋區(qū)對應的有源層部分制作有隨機反饋光柵層，隨機光柵反饋結(jié)構徹底消除了單腔光反饋混沌激光器的時延特性，降低其弱周期性，提高其隨機性，且單片集成的結(jié)構具有重量輕、體積小、集成性強、輸出穩(wěn)定等優(yōu)點，分布反饋Bragg光柵層制作在上限制層，隨機反饋光柵層制作在有源層，結(jié)構上分布反饋Bragg光柵層和隨機反饋光柵層不在同一層，這樣增加了整個激光器芯片的厚度尺寸。

專利CN111064074A公開了一種高速半導體激光器，包括：級聯(lián)的DFB節(jié)和無源腔反饋節(jié)， DFB節(jié)和無源腔反饋節(jié)均為脊波導結(jié)構，兩個脊之間刻蝕有電隔離槽；所述DFB節(jié)從下而上依次設置有第一襯底、第一下緩沖層、光柵層、下分別限制層、有源層、上分別限制層、第一上緩沖層、第一停止腐蝕層、第一包層和第一覆蓋層，在第一覆蓋層上設有第一電極；所述無源腔反饋節(jié)從下而上依次設置有第二襯底、第二下緩沖層、波導芯層、第二上緩沖層、第二停止腐蝕層、第二包層和第二覆蓋層，在第二覆蓋層上設有第二電極，結(jié)構上無源反饋腔節(jié)波導芯層和DFB節(jié)有源層厚度差異很大，所用的材料、摻雜類型也有很大差異，導致DFB激光器的制作工藝過于復雜。

發(fā)明內(nèi)容