[發(fā)明專利]一種大功率半導(dǎo)體光放大器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011625906.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112670827A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳嘉健;陳亦凡;魏玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州零維量點(diǎn)光電科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01S5/34
• 分類(lèi)號(hào): H01S5/34;H01S5/50
• 代理公司: 蘇州謹(jǐn)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 徐磊

一種大功率半導(dǎo)體光放大器，包括沿光傳播方向依次設(shè)置的若干增益介質(zhì)，用于放大輸入所述增益介質(zhì)的信號(hào)光，所述增益介質(zhì)包括基板、以及所述基板上方依次層疊設(shè)置的下限制層、有源層和上限制層，所述有源層由量子點(diǎn)材料組成。本發(fā)明具有如下有益效果：由于量子點(diǎn)非均勻展寬特性帶來(lái)相比量子阱結(jié)構(gòu)更寬的光譜增益，利用量子點(diǎn)材料結(jié)構(gòu)并通過(guò)特殊的多模干涉原理，即通過(guò)結(jié)合級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，獲得相比其他量子點(diǎn)半導(dǎo)體光放大器或反射式半導(dǎo)體光放大器更高的輸出功率，可以實(shí)現(xiàn)相比傳統(tǒng)量子阱方案更寬增益、更小波動(dòng)、更大功率的半導(dǎo)體光放大器。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及光電子領(lǐng)域，具體涉及一種大功率半導(dǎo)體光放大器。

【背景技術(shù)】

光放大器是光纖通信系統(tǒng)中能對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大的一種子系統(tǒng)產(chǎn)品。光放大器的原理基本上是基于激光的受激輻射，通過(guò)將泵浦光的能量轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?hào)光的能量實(shí)現(xiàn)放大作用。光放大器的開(kāi)發(fā)成功及其產(chǎn)業(yè)化是光纖通信技術(shù)中的一個(gè)非常重要的成果，它大大地促進(jìn)了光復(fù)用技術(shù)、光孤子通信以及全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。光放大器主要有兩種，半導(dǎo)體放大器(semiconductor optical amplifier)及光纖放大器。半導(dǎo)體放大器一般是指行波光放大器，工作原理與半導(dǎo)體激光器相類(lèi)似。其工作帶寬是很寬的，但增益幅度稍小一些，制造難度較大，這種光放大器雖然已實(shí)用，但推廣使用上面對(duì)較多的技術(shù)制約。

在光通信領(lǐng)域和光傳感領(lǐng)域經(jīng)常需要對(duì)鏈路中的光進(jìn)行放大或提供增益，在通訊C波段可以用摻餌光纖(EDFA)解決增益不足的問(wèn)題，然而在通訊O波段目前需要用半導(dǎo)體光放大器解決。目前商用的半導(dǎo)體光放大器多采用量子阱結(jié)構(gòu)。InAs(砷化銦)量子點(diǎn)材料相比于傳統(tǒng)量子阱材料具有增益帶寬大的特點(diǎn)，因此十分適合用來(lái)制造半導(dǎo)體光放大器和反射性半導(dǎo)體光放大器(RSOA)。然而量子點(diǎn)材料相比傳統(tǒng)量子阱材料具有增益不足的缺陷。因此，有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)予以改良以克服現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于提供一種寬光譜、高功率的大功率半導(dǎo)體光放大器。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種大功率半導(dǎo)體光放大器，包括沿光傳播方向依次設(shè)置的若干增益介質(zhì)，用于放大輸入所述增益介質(zhì)的信號(hào)光，所述增益介質(zhì)包括基板、以及所述基板上方依次層疊設(shè)置的下限制層、有源層和上限制層，所述有源層由量子點(diǎn)材料組成。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，若干所述增益介質(zhì)彼此串聯(lián)連接，沿光傳播方向上的前一個(gè)增益介質(zhì)的輸出信號(hào)光作為后一個(gè)增益介質(zhì)的輸入信號(hào)光。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述增益介質(zhì)為1×1多模相干結(jié)構(gòu)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述增益介質(zhì)外鍍有增透膜。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，用于制作反射型半導(dǎo)體光放大器，所述增益介質(zhì)外鍍有反射膜和增透膜。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述基板上方依次層疊設(shè)置有緩沖層、n電極層、下限制層、有源層、上限制層和p電極層，所述p電極層和n電極層分別與所述有源層之間設(shè)有上限制層和下限制層。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述p電極層和n電極層為砷化鎵層。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述上限制層和下限制層為鋁鎵砷層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：由于量子點(diǎn)非均勻展寬特性帶來(lái)相比量子阱結(jié)構(gòu)更寬的光譜增益，利用量子點(diǎn)材料結(jié)構(gòu)并通過(guò)特殊的多模干涉原理，即通過(guò)結(jié)合級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，獲得相比其他量子點(diǎn)半導(dǎo)體光放大器或反射式半導(dǎo)體光放大器更高的輸出功率，可以實(shí)現(xiàn)相比傳統(tǒng)量子阱方案更寬增益、更小波動(dòng)、更大功率的半導(dǎo)體光放大器。

【附圖說(shuō)明】

圖1是本發(fā)明大功率半導(dǎo)體光放大器增益介質(zhì)截面示意圖；

圖2是本發(fā)明大功率半導(dǎo)體光放大器增益介質(zhì)刻蝕后截面示意圖；