[發明專利]集成側向調制器的FP激光器

在審

• 申請號: 202110344374.5
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113097859A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 孟祥輝;楊躍德;黃永箴;肖金龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S5/028
• 分類號: H01S5/028;H01S5/042;H01S5/10;H01S5/20;H01S5/22
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

本公開提供了一種集成側向調制器的FP激光器，包括：N型InP襯底、有源層、P型InP層、激射FP腔、調制FP腔、電隔離槽和P面電極層；自下而上生長N型InP襯底、有源層和P型InP層；激射FP腔和調制FP腔生長在P型InP層上，激射FP腔和所述調制FP腔間形成側向耦合，所述側向與所述激射FP腔延伸方向和調制FP腔延伸方向相垂直；P面電極層生長于所述激射FP腔和所述調制FP腔上。本公開實施例中基于同一有源層設置激射FP腔和調制FP腔，并在兩個FP腔之間形成側向耦合，將激光器和調制器集成在同一器件中，節省占地空間和生產成本。

技術領域

本公開涉及半導體激光器領域，尤其涉及一種集成側向調制器的法布里-珀羅(Fabry-Perot，FP)激光器。

背景技術

高集成度的光子器件是光通信系統中的重要組成部分，也是實現光子集成回路、實現片上光通信的關鍵器件。光通信領域，使用高集成度、低能耗的光子集成器件有助于降低光通信系統的整體功耗；芯片和集成電路領域，芯片的功耗、發熱隨著晶體管密度的提高而呈現超線性增長，片上電互連的通信方式對芯片性能的提升越來越呈現出巨大的限制作用。而片上光通信可以完美解決片上電通信給芯片帶來的性能瓶頸，而高集成度、小型化的光子器件是片上光通信的關鍵。

目前，單片集成的激光器/調制器多為電吸收調制EML激光器，以分布式反饋DFB激光器為光源，在其光路中加入一個電吸收調制區(EAM)，在電吸收調制區施加反向偏壓來進行調制。這種方案工藝較為復雜，材料生長步驟多，對工藝要求高，而且激光器和調制器并非完全集成，還是兩個分立器件的光路串聯。EML激光器所需的調制電壓較高，一般為5V以上。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本公開提供了一種集成側向調制器的FP激光器，以解決以上所提出的技術問題。

(二)技術方案

根據本公開的一個方面，提供了一種集成側向調制器的FP激光器，包括：

有源層，生長于所述N型InP襯底上；

P型InP層，生長在所述有源層上；

激射FP腔，生長于所述P型InP層上；在激射FP腔中光線沿所述激射FP腔延伸方向傳播；

調制FP腔，生長于所述P型InP層上；在調制FP腔中光線沿所述調制FP腔延伸方向傳播；所述激射FP腔和所述調制FP腔間形成側向耦合，所述側向與所述激射FP腔延伸方向和調制FP腔延伸方向相垂直；

電隔離槽，設置于所述激射FP腔和所述調制FP腔之間；

P面電極層，生長于所述激射FP腔和所述調制FP腔上。

在本公開的一些實施例中，所述激射FP腔和所述調制FP腔平行排列。

在本公開的一些實施例中，還包括：鍍膜層，設置在所述激射FP腔和/或所述調制FP腔的端部。

在本公開的一些實施例中，所述有源層上包括：

激射區域，與所述激射FP腔所在位置相對應；

調制區域，與所述調制FP腔所在位置相對應。

在本公開的一些實施例中，所述調制FP腔中載流子注入帶來的增益大于所述調制FP腔光線傳播的損耗，所述調制FP腔處于增益狀態，增強所述激射FP腔的功率。

在本公開的一些實施例中，所述調制FP腔中載流子注入帶來的增益小于所述調制FP腔光線傳播的損耗，所述調制FP腔處于損耗狀態，消減所述激射FP腔的功率。

在本公開的一些實施例中，所述調制FP腔中呈載流子抽取狀態，消減所述激射FP腔的功率。