[發明專利]一種用于FMCW的掃描激光光源

在審

• 申請號: 202111034170.8
• 申請日: 2021-09-03
• 公開（公告）號: CN113764978A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 林琦;朱振國;林中晞;趙曉凡;鐘杏麗;蘇輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: H01S5/026
• 分類號: H01S5/026;H01S5/065;H01S5/50;H01S5/00;G01S7/484
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;聶稻波

1.一種調頻連續激光光源，其特征在于，按照光輸出方向，順次包括可調諧窄線寬激光器、第一半導體光放大器、調制器、波長選擇反射器和光學相控陣列。

2.根據權利要求1所述的調頻連續激光光源，其特征在于，所述可調諧窄線寬激光器和第一SOA之間設置有光學隔離器和耦合波導；

優選地，所述第一SOA和調制器之間設置有光學隔離器和耦合波導；

優選地，所述調制器和波長選擇反射器之間設置有光學隔離器和耦合波導；

優選地，所述波長選擇反射器和OPA之間設置有光學隔離器和耦合波導。

優選地，所述波長選擇反射器和OPA之間設置有第二SOA。

3.根據權利要求1所述的調頻連續激光光源，其特征在于，所述可調諧窄線寬激光器包括第一外延結構，所述第一外延結構上生長有第一脊波導，所述第一脊波導的寬度為1～4μm，高度為1～2μm。

優選地，所述第一外延結構包括自下而上依次設置的襯底、緩沖層、下限制層、下波導層、有源層、上波導層、上限制層、接觸層。

優選地，所述有源層包括若干層In_xGa_1-xAs_yP_1-y量子阱，所述x的取值范圍為0-1，所述y的取值范圍為0-1；所述量子阱的層數≥3層，更優選地，≥4層；

優選地，根據設計激光器的波長確定禁帶寬度E_g，x，y的取值需滿足公式四：

E_g＝2.75-1.33y-1.4x+0.33xy-(0.758-0.28y)x(1-x)-(0.21-0.109x)y(1-y)……公式四；

優選地，相鄰所述量子阱之間有勢壘，更優選地，所述勢壘為In_0.738Ga_0.262As_0.568P_0.432。

4.根據權利要求1所述的調頻連續激光光源，其特征在于，所述緩沖層為N⁺-InP，厚度為0.5～1μm；更優選地，所述緩沖層厚度為0.6～0.8μm。

優選地，所述下限制層為N⁺-InP，厚度為1～2μm；更優選地，所述上限制層的厚度為0.4-0.6μm。

優選地，所述下波導層為InGaAsP，厚度為0.1～0.2μm；更優選地，所述下限制層的厚度為0.7-0.17μm。

優選地，所述上波導層為InGaAsP，厚度為0.1～0.2μm；更優選地，所述下限制層的厚度為0.7-0.17μm。

優選地，所述上限制層為N-InP，厚度為1～2.5μm；更優選地，所述上限制層的厚度為1.4-2μm。

優選地，所述接觸層為P⁺-InGaAs，厚度為0.1-0.4μm，更優選地，所述接觸層的厚度為0.2-0.3μm。

優選地，所述襯底為N⁺-InP襯底。

5.根據權利要求1所述的調頻連續激光光源，其特征在于，所述可調諧窄線寬激光器包括相鄰的激光增益區和相移區，若激光增益區為最終出光區，則所述激光增益區的出光側設置有至少一個DBR，優選地，所述相移區的非出光側設置有至少一個DBR。

優選地，若相移區為最終出光區，則所述相移區的出光側設置有至少一個DBR；更優選地，所述激光增益區的非出光側設置有至少一個DBR；

優選地，所述激光增益區和相移區之間可設置有至少一個DBR；

優選地，所述相移區、激光增益區設置在第一外延結構的接觸層上，且接觸之處鍍有電極，用于注入電流，所述相移區、激光增益區之間電隔離。

6.根據權利要求5所述的調頻連續激光光源，其特征在于，所述DBR設置在第一外延層結構的頂部，相鄰DBR之間形成光柵槽，所述光柵槽的深度為1～3μm，優選地，所述光柵槽的底部位于第一外延結構的上波導層或上限制層；所述光柵槽上設置有電絕緣層和金屬電極；優選地，所述電絕緣層選用厚度為100～200nm的SiO₂；優選地，所述金屬電極的厚度為100～300nm。