專利名稱：基于激光器和共振光電探測器的智能波分多路復(fù)用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件的領(lǐng)域，并且屬于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
穩(wěn)定地增加信息流要求提高現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，并發(fā)展新的器件和系統(tǒng)。在單模光纖上以10Gb/s傳輸信號已經(jīng)成為過去的技術(shù)。在100km的單模光纖上傳輸40Gb/s是先進的技術(shù)，正在變得很容易實現(xiàn)。在40Gb/s，能夠同時傳輸50萬個電話交談。超過40Gb/s是下一個挑戰(zhàn)。
激光器和光電子器件技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)能夠在同一個光纖中發(fā)射一種以上的波長。這實際就是已知的波分多路復(fù)用(WDM)。在同一個光纖中增加波長有效地增加了光纖的帶寬容量，因此不需要立即安裝額外的光纖或者將數(shù)據(jù)比特率增加到極高的水平。在單模光纖(1.2-1.6μm)的全部低損耗波長范圍內(nèi)，可以使用由50GHz分開的大約1000波長信道。在每個波長40Gb/s，可以獲得每個光纖總計40Tb/s的帶寬(S.V.Kartalopoulos；“Introduction to DWMDTechnology.Data in a Rainbow”，Wiley-Interscience，New York(2000))。
通常，長途或大城市區(qū)域應(yīng)用中使用的WDM系統(tǒng)或密集波分多路復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)是基于昂貴的單個橫向和縱向模的電信發(fā)射機。波長可調(diào)的激光器提供了有前途的優(yōu)點。對于DWDM應(yīng)用，可調(diào)激光器是有利的，因為它們在不同信道之間提供了激光器切換，因此降低了高成本器件的數(shù)量并簡化了DWDM協(xié)議(S.V.Kartalopoulos；“Introduction to DWDM Technology.Data in a Rainbow”，Wiley-Interscience，New York(2000))。目前使用的是工作在1.55μm或附近的可調(diào)的激光器，將來能夠覆蓋1.2-1.7μm的整個范圍，以提供足夠的帶寬。
傳統(tǒng)的波長可調(diào)的激光器是非常昂貴的。它們還要求精確的波長穩(wěn)定性，這通常是通過使用溫度控制和反饋檢測系統(tǒng)來為每個器件提供波長鎖定才能實現(xiàn)的。使用可調(diào)的激光器陣列，特別是垂直空腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)陣列，可以降低DWDM系統(tǒng)的成本，因為陣列中單個激光器信道的生產(chǎn)成本遠小于各個激光器的成本。封裝、光學(xué)對準(zhǔn)、聚焦、溫度和穩(wěn)定的成本構(gòu)成了器件的主要生產(chǎn)成本，這些成本不與只起一次作用的陣列中的器件數(shù)量成比例。因此，顯著的降低成本是可能的。但是，DWDM應(yīng)用要求器件具有不同以及良好限定的波長，這對于傳統(tǒng)的單芯片VCSEL是不可能的。對于單模光纖(1.2-1.6μm)的全部低損耗范圍，可以使用由50GHz分開的大約1000個波長信道。在每個單波長信道40Gb/s，可以獲得每個光纖總計40Tb/s的帶寬。例如，DWDM標(biāo)準(zhǔn)(ITU-T RecommendationG.692)定義了從1530至1565nm的43個波長信道，具有100GHz的間隔，每個信道以10Gb/s傳送OC-192信號(S.V.Kartalopoulos；“Introduction to DWMD Technology.Data in a Rainbow”，Wiley-Interscience，New York(2000))。因此，對于100GHz通常要求信道之間的間隔為0.8nm。
目前，波長可調(diào)的智能WDM和DWDM系統(tǒng)還不存在。標(biāo)準(zhǔn)的DWDM方法要求精確地固定波長。使用波長可調(diào)的激光器是減少固定波長的激光器存貨的唯一的可能性。該系統(tǒng)本身始終保持不變來自不同光源的許多不同的固定波長光束被耦合至單個光纖(多路復(fù)用)，并且在光纖的出口分成不同的信道(多路分用)，每個信道通過分開的光電探測器操作。所有目前現(xiàn)存的波長多路復(fù)用和多路分用方法都是基于精確的固定每個DWDM信道的波長。這使得DWDM系統(tǒng)非常昂貴。
目前現(xiàn)存的波長可調(diào)的激光器可以是邊緣發(fā)射激光器或VCSEL。邊緣發(fā)射激光器通常被制作成分布式反饋激光器，以確保單個縱模操作。能夠?qū)@些器件應(yīng)用通過調(diào)整折射率的波長調(diào)整。例如，能夠通過熱沉溫度改變來實現(xiàn)此調(diào)整?？梢酝ㄟ^由于改變在特別引起的分布式反饋(DFB)部分中非平衡載流子的濃度所導(dǎo)致的電子-空穴等離子體效應(yīng)來產(chǎn)生折射率的調(diào)制。例如，可以通過在晶片的外延表面上刻蝕光柵、隨后過生長來提供DFB機構(gòu)。對于相同周期的光柵，折射率的變化導(dǎo)致DFB模的波長變動。通常在實際器件中使用相同平面內(nèi)的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的不同部分。
在邊緣發(fā)射和表面發(fā)射激光器中獲得波長可調(diào)性的另一種方法是使用外部反射鏡或衍射光柵。此處，通過機械調(diào)整器件的有效空腔長度、或者通過調(diào)整影響峰值反射率的波長的衍射光柵反射鏡的角度來實現(xiàn)調(diào)整。在VCSEL中，可以使用不同的微機電系統(tǒng)來實現(xiàn)空腔長度的調(diào)整。
兩種傳統(tǒng)的可調(diào)激光器的缺點是較長的調(diào)整時間。在一種情況下，用于調(diào)整熱沉溫度或者電子-空穴等離子體濃度的時間限制了速率。在另一種情況下，緩慢的速率與所使用的外部反射鏡調(diào)整結(jié)構(gòu)的機械屬性相關(guān)。調(diào)頻信號發(fā)射系統(tǒng)通常不可能使用這些方法。
機械可調(diào)的激光器還遭受由光柵或懸掛可調(diào)反射鏡的材料使用期限、濕度和灰塵吸收引起的各種去諧機構(gòu)。振動能夠?qū)е鲁鲥e。即使在使用激光器陣列的情況下，維持波長穩(wěn)定的技術(shù)(波長鎖定)對于每個分開的器件也是必須的。如果波長鎖定機構(gòu)應(yīng)用到陣列中的每個器件，則更難制造成本有效的系統(tǒng)。
現(xiàn)有技術(shù)中需要改進的波長可調(diào)的激光器和光電探測器，以及它們在新穎的波分多路復(fù)用系統(tǒng)中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
一種基于波長可調(diào)的激光器和波長可調(diào)的共振光電探測器的陣列的波分多路復(fù)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)⒉ㄩL可調(diào)的光電探測器的共振波長自調(diào)整到激光器所發(fā)射的激光的波長。因此不需要激光器的精確的波長穩(wěn)定性。


圖1(a)顯示了波長可調(diào)的激光器陣列的示意圖，具有一個基準(zhǔn)激光器和N個數(shù)據(jù)通信激光器；圖1(b)顯示了波長可調(diào)的共振光電探測器陣列的示意圖，其沒有與波長可調(diào)的激光器陣列所發(fā)射的激光發(fā)生共振并且不探測激光；圖1(c)顯示了波長可調(diào)的共振光電探測器陣列的示意圖，其通過變換到共振波長與波長可調(diào)的激光器陣列所發(fā)射的激光發(fā)生共振并且探測激光；圖2(a)顯示了波長可調(diào)的激光器陣列和波長可調(diào)的共振光電探測器陣列的示意圖，其中設(shè)置控制這些器件波長的控制參數(shù)以使每個光電探測器與對應(yīng)的激光器發(fā)出的激光發(fā)生共振；圖2(b)顯示了波長可調(diào)的激光器陣列和波長可調(diào)的共振光電探測器陣列的示意圖，其中兩個陣列位于不同的位置，工作在不同的溫度，因此沒有發(fā)生共振；圖3(a)示意性地顯示了基準(zhǔn)波長可調(diào)的共振光電探測器的自調(diào)整的方法，其中調(diào)整光電探測器的共振波長直到所探測的信號達到其最大值為止；圖3(b)顯示了波長可調(diào)的激光器陣列和波長可調(diào)的共振光電探測器陣列的示意圖，其中通過相同的波長變動來變換這些光電探測器的共振波長，所有的光電探測器與對應(yīng)的激光器所發(fā)射的激光發(fā)生共振并且探測激光；圖4顯示了按照本發(fā)明實施例的波分多路復(fù)用系統(tǒng)的示意圖；
圖5顯示了按照本發(fā)明實施例的波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔共振光電探測器的示意圖；圖6顯示了按照本發(fā)明的作為波分多路復(fù)用系統(tǒng)一部分工作的波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔表面發(fā)射激光器的示意圖；圖7(a)顯示了由于量子阱中激子共振導(dǎo)致的共振吸收峰值；圖7(b)顯示了由該吸收峰值引起的折射率的調(diào)制；圖8顯示了作為施加電場的函數(shù)的重空穴激子吸收變動，插入圖中顯示了在施加的電場下的能帶隙圖；圖9顯示了在半導(dǎo)體微腔中的偏振子影響；圖10(a)顯示了由高對比度的GaAs/AlO DBR包圍的GaAs 0.5λ空腔的反射頻譜；圖10(b)顯示了在較高放大倍數(shù)下的反射頻譜，更詳細的顯示了一個停止帶；圖11(a)顯示了由兩個DBR包圍的0.5λ空腔的示意圖；圖11(b)顯示了給定結(jié)構(gòu)的計算的峰值頻譜，顯示了對稱地分離共振，分離等于11.2meV；圖11(c)由兩個DBR包圍的1λ空腔的示意圖，空腔諧振模的電場強度曲線以及插入物；圖11(d)由兩個DBR包圍的1.5λ空腔的示意圖，空腔諧振模的電場強度曲線以及插入物；圖11(e)由兩個DBR包圍的2λ空腔的示意圖，空腔諧振模的電場強度曲線以及插入物；圖12(a)顯示了由于折射率的激子誘導(dǎo)調(diào)制導(dǎo)致的0.5λ空腔諧振模的能量變動；圖12(b)顯示了針對激子線與空腔諧振模之間的不同能量去諧計算的反射率頻譜；圖13顯示了垂直空腔表面發(fā)射激光器的示意圖，其中有源元件通常在正向偏壓下工作，相位控制元件在反向偏壓下工作。
具體實施例方式
美國專利申請09/867,167中公開了波長可調(diào)的垂直空腔表面發(fā)射激光器，以引用方式將該申請并入本文。該器件是以空腔位置相依的電光學(xué)效應(yīng)為基礎(chǔ)的。垂直空腔包括在被施加正向偏壓時發(fā)光的有源元件，以及相位控制元件。相位控制元件含有調(diào)制器(modulator)，調(diào)制器在激光器產(chǎn)生的波長的短波長側(cè)表現(xiàn)出很窄的光學(xué)吸收峰值。通過使用位置相依的電光學(xué)效應(yīng)實現(xiàn)波長控制。如果施加反向偏壓，由于斯塔克效應(yīng)導(dǎo)致吸收最大值移到較長的波長。如果施加正向偏壓，則注入電流并導(dǎo)致峰值吸收的漂白和減少。在兩種情況下，在相位控制元件中發(fā)生折射率的強調(diào)制。該效應(yīng)調(diào)整了空腔諧振模的波長，并且通過調(diào)制器的位置定義了波長變動的符號和數(shù)值。
波長可調(diào)的垂直空腔表面發(fā)射激光器包括兩個主要元件1)有源區(qū)和2)在有源區(qū)上的相位控制元件。這些主要元件夾在兩個反射鏡之間。有源元件和調(diào)制器由未摻雜的或弱摻雜的層包圍，這些未摻雜的或弱摻雜的層由n-和p-接觸層包圍。使用電場或者注入電流來控制和調(diào)整該激光器。
相位控制元件是兩側(cè)由未摻雜的或弱摻雜的層所包圍的調(diào)制器，這些未摻雜的或弱摻雜的層依次由n-和p-接觸層包圍。使用電場來調(diào)整該調(diào)制器的折射率。
優(yōu)選實施例提供了可調(diào)的激光器，具有設(shè)置在不同媒介中的有源區(qū)和相位控制區(qū)。可調(diào)的激光器使用通過施加電場來調(diào)整共振吸收光譜的折射率控制的效應(yīng)。或者，可調(diào)的激光器能夠使用通過電流注入的折射率的調(diào)制效應(yīng)。
能夠獨立地調(diào)整發(fā)射光的波長和輸出功率。通過電場在相位控制層中的分布速度來定義波長調(diào)整的速率，可以在兆分之一秒的范圍。本發(fā)明可能實現(xiàn)在最高大約50GHz頻率工作的波長可調(diào)的垂直空腔表面發(fā)射激光器。通過調(diào)制器使用在光線頻率中選擇性的弱吸收來補償輸出功率，弱吸收補償了光的頻率相依吸收。
在其中一個實施例中，波長可調(diào)的垂直空腔表面發(fā)射激光器包括用作光電探測器的元件，以便測量輸出功率，并由此校準(zhǔn)用于所有操作的激光器。
參照圖13，其顯示了新穎的可調(diào)的垂直空腔表面發(fā)射激光器的示例。該結(jié)構(gòu)外延生長在襯底1301上。布喇格反射體用作底部反射鏡1302。VCSEL的其余部分包括兩個主要元件1)在底部反射鏡1302上的有源元件，和2)在有源區(qū)上的相位控制元件。
為了形成有源元件，電流縫隙1303將具有第一金屬接觸1305的n摻雜電流擴散層1304與包圍有源元件1307的弱摻雜層1306分開。第二電流縫隙1303將弱摻雜層1306與具有第二金屬接觸1309的p摻雜電流擴散層1308分開。n摻雜電流擴散層1304直接位于底部反射鏡1302的頂上。
為了形成相位控制元件，通過第三電流縫隙1303將包圍調(diào)制器1311的兩個弱摻雜層1310與p摻雜電流擴散層1308分開。第四電流縫隙將弱摻雜層1310與具有第三金屬接觸1313的第二n摻雜電流擴散層1312分開。分布式的布喇格反射體也用作位于相位控制元件頂上的頂部反射鏡1314。
VCSEL的有源元件通常工作在正向偏壓1315。VCSEL的新穎部件是圖13中所示的工作在反向偏壓1316的附加的相位控制元件。光線通過頂部反射鏡1314傳出來。
能夠用任何III-V族半導(dǎo)體材料或III-V族半導(dǎo)體合金，例如GaAs、InP、GaSb或其它材料來形成襯底1301。本發(fā)明作為優(yōu)選實施例使用的是GaAs。
必須用與襯底晶格匹配或基本上晶格匹配的、對產(chǎn)生的光線透明的并且由施主雜質(zhì)摻雜的材料來形成n摻雜層1304和1312。優(yōu)選實施例是與襯底相同的材料，例如GaAs。可用的施主雜質(zhì)包括，但不限于，S、Se、Te和類似Si、Ge、Sn的兩性雜質(zhì)，其中在后者被主要結(jié)合在陽離子子格中并用作施主雜質(zhì)的技術(shù)條件下引入后者。
必須用與襯底晶格匹配或基本上晶格匹配的、對產(chǎn)生的光線透明的并且由受主雜質(zhì)摻雜的材料來形成p摻雜層1308。優(yōu)選實施例是與襯底相同的材料，例如GaAs?？捎玫氖苤麟s質(zhì)包括，但不限于，Be、Mg、Zn、Cd、Pb、Mn和類似Si、Ge、Sn的兩性雜質(zhì)，其中在后者被主要結(jié)合在陰離子子格中并用作受主雜質(zhì)的技術(shù)條件下引入后者。
能夠用多層的金屬結(jié)構(gòu)來形成金屬接觸1305、1309和1313。能夠使用但不限于結(jié)構(gòu)Ni-Au-Ge來形成對n摻雜層的接觸，即，接觸1305和1313。能夠使用但不限于結(jié)構(gòu)Ti-Pt-Au來形成對p摻雜層的接觸，即，接觸1309。
能夠通過其能帶隙窄于襯底的能帶隙的任何插入物來形成有源元件1307?？赡艿膶嵤├?，但不限于，量子阱、量子線、量子點或其組合的單層或多層系統(tǒng)。在GaAs襯底上形成器件的情況下，有源元件的優(yōu)選實施例包括，但不限于InAs、In1-xGaxAs、InxGa1-x-yAlyAs、InxGa1-xAs1-yNy或類似的插入物的系統(tǒng)。
能夠通過其能帶隙窄于襯底的能帶隙的任何插入物來形成調(diào)制器1311。可用的材料和結(jié)構(gòu)與用于有源元件的相同，但是特別的設(shè)計應(yīng)當(dāng)是，調(diào)制器1311在激光器發(fā)射的波長的高能量一側(cè)(在較短波長一側(cè))上表現(xiàn)出強的吸收峰值。
每個層通過電流縫隙1303與相鄰的層分開，電流縫隙1303用作電流阻擋層并且能夠使用但不限于Al(Ga)O層或質(zhì)子轟擊層來形成。
例如，如同在C.W.Wilmsen，H.Temkin，L.A.Coldren(編輯者)的“垂直空腔表面發(fā)射激光器設(shè)計、制造、特性描述和應(yīng)用”(1999年劍橋大學(xué)出版)中所述，可以對底部反射鏡1302和頂部反射鏡1314使用不同的設(shè)計。優(yōu)選實施例是多層的介電反射鏡GaAs/AlGaO。
作為可選的，能夠使用不同順序的接觸。相位控制元件可以包括n接觸層、其中插入調(diào)制器1311的未摻雜或弱摻雜層、以及p接觸層。然后，能夠通過p+n+江崎隧道結(jié)將有源元件的p接觸層與相位控制元件的n接觸層分開。
圖13中的激光器按照下述方式工作。由反向偏壓1316創(chuàng)建的電場主要被施加到未摻雜或弱摻雜區(qū)域1310。選擇調(diào)制器1311，使其具有強的電光學(xué)效應(yīng)。在由偏壓1316控制的外部電場下，調(diào)整調(diào)制器1311的折射率。通過共振條件(H.C.Casey，Jr.，和M.B.Panish，Heterostructure Lasers，Part A，Academic Press，N.Y.1978)來確定從光譜的增益區(qū)域選擇的發(fā)射波長。所發(fā)射的電磁波的光路包括層1304、縫隙、包括有源區(qū)1307的層1306、縫隙、層1308、縫隙、包括調(diào)制器1311的層1310、縫隙、層1312，由于底部和頂部反射鏡的反射導(dǎo)致所有的路徑被加倍。調(diào)制器1311中折射率的變化首先影響通過調(diào)制器1311的光線的光路，其次影響從介質(zhì)1310進入調(diào)制器1311以及從調(diào)制器1311進入介質(zhì)1310的光線的透射系數(shù)。
本發(fā)明發(fā)展了美國專利申請為09/867,167中公開的波長可調(diào)的垂直空腔表面發(fā)射激光器。本發(fā)明中公開了基于空腔位置相依的電光學(xué)效應(yīng)的波長可調(diào)的共振光電探測器。此外，公開了基于波長可調(diào)的激光器陣列和波長可調(diào)的共振光電探測器陣列的波分多路復(fù)用系統(tǒng)。本發(fā)明不需要波分多路復(fù)用系統(tǒng)對每個WDM(或DWDM)信道都具有精確固定的波長，其允許信道具有靈活的波長。
使用電子波長可調(diào)的VCSEL(TVCSEL)和電子波長可調(diào)的共振空腔光電探測器(TRCPD)以及進一步的芯片上TVCSEL陣列和TRCPD陣列，能夠制造具有成本效益的波長靈活的超高速WDM和DWDM系統(tǒng)。
50GHz和25GHz的更窄的間隔(分別是0.4和0.2nm波長間隔)也是可能的。在4×4VCSEL陣列的情況下，如果每個器件對于某額定波長可能提供6nm的波長調(diào)整，并假設(shè)0.4nm的信道間隔，則能夠使用所有的16個信道。因此，具有調(diào)整機構(gòu)對于在單芯片上制造的VCSEL陣列是必要的。對于特定應(yīng)用能夠調(diào)整波長間隔對于DWDM是根本性的變革。
圖1示意性地顯示了按照本發(fā)明實施例的智能波分多路復(fù)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)要求使用一個具有(N+1)個波長可調(diào)的激光器的陣列和一個具有(N+1)個波長可調(diào)的共振光電探測器的陣列。圖1(a)顯示了具有(N+1)個波長可調(diào)激光器的陣列110。通過控制參數(shù)U來控制每個激光器發(fā)射的激光的波長?？刂茀?shù)包括，但不限于下面的控制參數(shù)·用于使用量子約束斯塔克效應(yīng)的波長可調(diào)的激光器的電壓；·用于使用漂白效應(yīng)的波長可調(diào)的激光器的注入電流；·用于使用波長的微機械調(diào)制的波長可調(diào)的激光器的外部反射鏡的位置；·用于基于壓電效應(yīng)的波長可調(diào)的激光器的電壓，其中所施加的電壓調(diào)整空腔的寬度；選擇一個波長可調(diào)激光器111，使其以基準(zhǔn)波長λref發(fā)射基準(zhǔn)激光116。每個其它的可調(diào)激光器112在控制參數(shù)U(i)下工作，并以波長λref+ΔλU(i)發(fā)發(fā)射激光117，其中索引i表示從1至N運行的激光器。設(shè)置控制參數(shù)U(i)，使得每個給定激光器發(fā)射的波長相對于基準(zhǔn)波長λref的變動ΔλU(i)等于預(yù)定的值。
圖1(b)顯示了具有(N+1)個波長可調(diào)的共振光電探測器的陣列120。通過控制參數(shù)W來控制波長，在該波長每個光電探測器具有共振靈敏性?？刂茀?shù)包括，但不限于下面的控制參數(shù)·用于使用量子約束斯塔克效應(yīng)的波長可調(diào)的共振光電探測器的電壓；·用于使用漂白效應(yīng)的波長可調(diào)的共振光電探測器的注入電流；·用于使用波長的微機械調(diào)制的波長可調(diào)的共振光電探測器的外部反射鏡的位置；·用于基于壓電效應(yīng)的波長可調(diào)的共振光電探測器的電壓，其中所施加的電壓調(diào)整空腔的寬度；選擇一個波長可調(diào)的共振光電探測器用作基準(zhǔn)光電探測器121。其對于波長為λ0ref的光線具有共振靈敏性。每個其它的波長可調(diào)的共振光電探測器122在控制參數(shù)W(j)下工作，并對于波長為λ0ref+ΔλW(j)的光線具有共振靈敏性，其中索引j表示從1至N運行的光電探測器。優(yōu)選地設(shè)置控制參數(shù)，使得每個第j光電探測器的最大靈敏度的波長相對于光電探測器陣列的基準(zhǔn)波長的變動，等于第j激光器所發(fā)射的光的波長相對于發(fā)射激光的基準(zhǔn)波長λref的對應(yīng)變動，即
ΔλW(1)＝ΔλU(1)(1a)ΔλW(2)＝ΔλU(2)(1b)……ΔλW(N)＝ΔλU(N)(1c)如果基準(zhǔn)光電探測器121的最大靈敏度的波長λ0ref等于基準(zhǔn)激光器111所發(fā)射的光線的波長λref，則每個第j光電探測器對于對應(yīng)的第j激光器所發(fā)射的光線是共振靈敏的。如果λref≠λ0ref，則所有的光電探測器對相應(yīng)激光器發(fā)生的光不靈敏。在此情況下，能夠?qū)⒒鶞?zhǔn)光電探測器121的共振波長調(diào)整到基準(zhǔn)激光器111所發(fā)射的光線的波長。
圖1(c)示意性地顯示了波長可調(diào)的共振光電探測器的陣列130，其中基準(zhǔn)光電探測器121工作在控制參數(shù)W(corr)的某值下，調(diào)整參數(shù)使得基準(zhǔn)光電探測器121的最大靈敏度的波長與基準(zhǔn)激光器111所發(fā)射的光線136的波長一致，λref＝λ0ref+ΔλW(corr)(2)當(dāng)基準(zhǔn)光電探測器121被調(diào)整到基準(zhǔn)激光器111所發(fā)射的波長時，需要的波長變動ΔλW(corr)是已知的。然后能夠為每個第j可調(diào)的共振光電探測器設(shè)置控制參數(shù)W(j)，使其提供相同的波長變動，即ΔλW(1，corr)＝ΔλW(corr)(3a)ΔλW(2，corr)＝ΔλW(corr)(3b)……ΔλW(N，corr)＝ΔλW(corr)(3c)當(dāng)按照等式3(a)至3(c)設(shè)置了整個共振光電探測器陣列的控制參數(shù)時，每個第j光電探測器對于對應(yīng)的第j激光器所發(fā)射的激光是共振靈敏的。
圖2進一步顯示了基于波長可調(diào)的激光器陣列和波長可調(diào)的共振光電探測器陣列的數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑?。圖2(a)示意性給出了波長可調(diào)的激光器陣列210，以及被調(diào)整到滿足下面兩個條件的波長可調(diào)的共振光電探測器陣列220。第一，設(shè)置控制參數(shù)U(1)，U(2)，…，U(N)和控制參數(shù)W(1)，W(2)，…，W(N)，使得它們滿足等式(1a)至(1c)，其中控制參數(shù)U(1)，U(2)，…，U(N)用于控制每個給定的第i激光器所發(fā)射的波長相對于基準(zhǔn)激光器的波長的變動，控制參數(shù)W(1)，W(2)，…，W(N)用于控制每個給定的第j共振光電探測器的最大靈敏度的共振波長相對于基準(zhǔn)光電探測器的共振波長的變動。第二，設(shè)置基準(zhǔn)光電探測器121的共振波長λref，使其等于基準(zhǔn)激光器111所發(fā)射的波長。在這些條件下，整個共振光電探測器的陣列220被調(diào)整到激光器的陣列210。
但是，由于激光器陣列與光電探測器陣列位于不同的位置，因此它們通常工作在不同的溫度，如圖2(b)所示。波長可調(diào)的激光器的陣列230工作在使基準(zhǔn)激光器111發(fā)射波長為λ*ref的激光的條件下。其它的激光器112的波長按照控制參數(shù)U(i)的設(shè)置值變動。波長可調(diào)的共振光電探測器的陣列240工作在使基準(zhǔn)光電探測器121的共振波長為λ**ref的條件下。然而，λ**ref≠λ*ref(4)然后，基準(zhǔn)光電探測器121不接收基準(zhǔn)激光器發(fā)射的光線236，每個共振光電探測器122不接收對應(yīng)的激光器發(fā)射的光線237。光電探測器不檢測激光。
圖3顯示了將基準(zhǔn)光電探測器的共振波長調(diào)整到基準(zhǔn)激光器的基準(zhǔn)波長的方法。
1.圖3(a)顯示了基準(zhǔn)共振光電探測器的靈敏度的頻譜326。該頻譜最初集中在波長λ**ref，與基準(zhǔn)激光器所發(fā)射的激光的波長為λ*ref不同。光電探測器的共振波長與基準(zhǔn)激光器所發(fā)射的激光的波長一致。
2.然后對基準(zhǔn)共振光電探測器應(yīng)用控制參數(shù)W(corr)，其用于變動共振波長。系統(tǒng)化的改變控制參數(shù)W(corr)，基準(zhǔn)共振光電探測器的共振波長對應(yīng)地改變。觀察光電探測器所提供的信號，例如光電流。
3.在光電探測器的共振波長與基準(zhǔn)激光器所發(fā)射的激光的波長一致的控制參數(shù)值，光電探測器所提供的信號達到其最大值。圖3(a)中的虛線316顯示了此情況下的光電探測器的靈敏度的頻譜。激光的波長對應(yīng)于靈敏度最大值。在光電探測器的共振波長與基準(zhǔn)激光器所發(fā)射的激光相匹配時控制參數(shù)的值W(corr)，λ**ref+ΔλW(corr)＝λ*ref(5)以及對應(yīng)的波長變動ΔλW(corr)被固定。
4.將用于控制其余的共振光電探測器的共振波長的控制參數(shù)設(shè)為值W(1，corr)，W(2，corr)，…，W(N，corr)，以便提供等于ΔλW(corr)的波長的額外變動。即，ΔλW(1，corr)＝ΔλW(1)+ΔλW(corr)(6a)ΔλW(2，corr)＝ΔλW(2)+ΔλW(corr)(6b)……ΔλW(N，corr)＝ΔλW(N)+ΔλW(corr)(6c)5.由于每個第j光電探測器的共振波長相對于基準(zhǔn)光電探測器的共振波長的初始變動ΔλW(j)，以及每個第j激光器所發(fā)射的激光的波長相對于基準(zhǔn)激光器的波長的變動ΔλU(j)滿足等式(1a)至(1c)，所以光電探測器的共振波長以相等數(shù)值ΔλW(corr)的額外變動，使得每個第j光電探測器與對應(yīng)的第j激光器共振。
圖3(b)顯示了按照上述方法自調(diào)整的激光器陣列330和共振光電探測器陣列340。將基準(zhǔn)光電探測器121調(diào)整到基準(zhǔn)激光器111，通過基準(zhǔn)光電探測器121接收336基準(zhǔn)激光器111所發(fā)射的激光236。然后，當(dāng)通過相同數(shù)值ΔλW(corr)來變動所有其它光電探測器的共振波長時，對應(yīng)的光電探測器122接收337每個其余的激光器112所發(fā)射的激光237。
圖4顯示了按照本發(fā)明實施例的波分多路復(fù)用系統(tǒng)400。該系統(tǒng)包括位于位置401的波長可調(diào)的激光器陣列330，位于位置402的波長可調(diào)的共振光電探測器陣列340，以及通信媒介450。對于本發(fā)明的此實施例，優(yōu)選地使用光纖作為通信媒介。波分多路復(fù)用系統(tǒng)400還優(yōu)選地包括多路復(fù)用元件460和多路分用元件470。
每個激光器以其自己的波長發(fā)射，所有的波長可調(diào)的激光器陣列330發(fā)射的激光經(jīng)過多路復(fù)用元件460被引導(dǎo)至光纖450。在位置402，每個波長的激光經(jīng)過多路分用元件470被引導(dǎo)至陣列340的對應(yīng)的光電探測器。本發(fā)明的波分多路復(fù)用系統(tǒng)的一個優(yōu)點是，每個光電探測器的共振波長自調(diào)整到對應(yīng)的激光器所發(fā)射的激光的波長。因此不需要激光器的精確的波長穩(wěn)定性。兩個陣列的自調(diào)整允許系統(tǒng)能夠在沒有精確的波長穩(wěn)定性以及沒有溫度穩(wěn)定性的情況下工作。
在本發(fā)明的波分多路復(fù)用系統(tǒng)中能夠使用各種媒體作為通信媒體。可能的媒體包括，但不限于光纖、自由空間和半導(dǎo)體芯片。
在另本發(fā)明的一個實施例中，該系統(tǒng)不含有多路復(fù)用元件460。例如，如果使用自由空間作為通信媒體，則不需要多路復(fù)用元件。
在本發(fā)明的又一個實施例中，該系統(tǒng)不包含多路分用元件470。在此實施例中，所有波長的激光到達每個共振光電探測器。但是，由于光電探測器被設(shè)計的共振足夠的窄，每個光電探測器僅能夠接收來自一個信道的波長。當(dāng)光電探測器自調(diào)整到對應(yīng)的激光器所發(fā)射的激光的波長時，每個光電探測器接收對應(yīng)的激光器所發(fā)射的光線，不接收其它激光器發(fā)射的光線。
本發(fā)明的波分多路復(fù)用系統(tǒng)可選地用作通信網(wǎng)絡(luò)的一部分。這樣的通信網(wǎng)絡(luò)包括，但不限于長途網(wǎng)絡(luò)、大城市區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、局部區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存儲網(wǎng)絡(luò)、計算機連接或汽車網(wǎng)絡(luò)。
美國專利申請09/867,167公開了一種基于位置相依的電光學(xué)效應(yīng)的波長可調(diào)的垂直空腔表面發(fā)射激光器。在一個應(yīng)用實施例中公開了包括光電探測元件的一種波長可調(diào)的垂直空腔表面發(fā)射激光器。
在本發(fā)明的一個實施例中，波長可調(diào)的共振光電探測器包括基于位置相依的電光學(xué)效應(yīng)的作為波分多路復(fù)用系統(tǒng)一部分的陣列。
圖5顯示了按照本發(fā)明形成的新穎的波長可調(diào)的共振光電探測器500的示例。該結(jié)構(gòu)外延生長在襯底501上。該結(jié)構(gòu)包括底部反射鏡502、空腔520和頂部反射鏡516，其中空腔520夾在底部反射鏡502和頂部反射鏡516之間。分布式的布喇格反射體用作底部反射鏡502。
優(yōu)選地用任何III-V族半導(dǎo)體材料或III-V族半導(dǎo)體合金，例如GaAs、InP、GaSb或其它材料來形成襯底501。優(yōu)選實施例是GaAs結(jié)構(gòu)。
例如，如同在C.W.Wilmsen，H.Temkin，L.A.Coldren(編輯者)的“垂直空腔表面發(fā)射激光器設(shè)計、制造、特性描述和應(yīng)用”(1999年劍橋大學(xué)出版)中所述，可以對底部反射鏡502和頂部反射鏡516使用不同的設(shè)計。優(yōu)選實施例是多層的介電反射鏡GaAs/AlGaO，多層的半導(dǎo)體反射鏡GaAs/GaAlAs，或者多層的半導(dǎo)體反射鏡Ga1-xAlxAs/Ga1-yAlyAs。
空腔520具有兩個主要元件1)在底部反射鏡上的光電探測元件521，和2)在光電探測元件上的相位控制元件522。為了形成光電探測元件521，第一電流縫隙503將n摻雜電流擴散層504與弱的n摻雜層505分開。n摻雜電流擴散層504具有第一金屬接觸513。光電探測區(qū)506夾在弱的n摻雜層505與弱的p摻雜層507之間。第二電流縫隙503將弱的p摻雜層506與p摻雜電流擴散層508分開。p摻雜電流擴散層508具有第二金屬接觸514。n摻雜電流擴散層504優(yōu)選地直接位于底部反射鏡502的頂上。
優(yōu)選地通過其能帶隙小于對應(yīng)于該光電探測器設(shè)計波長的光線的光子能量的任何插入物來形成光電探測元件506，使得通過光電探測元件吸收光線。通過下面的標(biāo)準(zhǔn)公式使光子(photon)能量與波長相關(guān)聯(lián)Ephoton(eV)=1.24λ(μm)---(7)]]>可能的實施例包括，但不限于，量子阱、量子線、量子點或其組合的單層或多層系統(tǒng)。在GaAs襯底上形成器件的情況下，優(yōu)選實施例包括，但不限于InAs、In1-xGaxAs、InxGa1-x-yAlyAs、InxGa1-xAs1-yNy或類似的插入物的系統(tǒng)。
為了形成相位控制元件522，通過第三電流縫隙503將弱的p摻雜層509與p摻雜電流擴散層508分開。通過弱的p摻雜層509和弱的n摻雜層511包圍調(diào)制器510。第四電流縫隙503將n摻雜層511與第二n摻雜電流擴散層512分開。第二n摻雜電流擴散層512具有第三金屬接觸515。分布式的布喇格反射體也用作位于相位控制元件頂上的頂部反射鏡516。優(yōu)選地使用與襯底晶格匹配或基本上晶格匹配、對該光電探測器所設(shè)計的給定波長間隔中的光線透明、并且由施主雜質(zhì)摻雜的材料來形成n摻雜電流擴散層504和512。優(yōu)選實施例是與襯底相同的材料，例如GaAs?？捎玫氖┲麟s質(zhì)包括，但不限于，S、Se、Te和類似Si、Ge、Sn的兩性雜質(zhì)。在后者被主要結(jié)合在陽離子子格中并用作施主雜質(zhì)的技術(shù)條件下引入后者。
優(yōu)選地使用與襯底晶格匹配或基本上晶格匹配、對該光電探測器所設(shè)計的給定波長間隔中的光線透明、并且由受主雜質(zhì)摻雜的材料來形成p摻雜電流擴散層508。優(yōu)選實施例是與襯底相同的材料，例如GaAs?？捎玫氖苤麟s質(zhì)包括，但不限于，Be、Mg、Zn、Cd、Pb、Mn和類似Si、Ge、Sn的兩性雜質(zhì)。在后者被主要結(jié)合在陰離子子格中并用作受主雜質(zhì)的技術(shù)條件下引入后者。
優(yōu)選地使用多層的金屬結(jié)構(gòu)來形成金屬接觸513、514和515。優(yōu)選地使用但不限于結(jié)構(gòu)Ni-Au-Ge來形成對n摻雜層的接觸513和515。優(yōu)選地使用但不限于結(jié)構(gòu)Ti-Pt-Au來形成對p摻雜層的接觸514。
優(yōu)選地通過其能帶隙窄于襯底的能帶隙的任何插入物來形成調(diào)制器510?？捎玫牟牧虾徒Y(jié)構(gòu)優(yōu)選地與用于光電探測元件的相同。但是，特別的設(shè)計應(yīng)當(dāng)是，調(diào)制器在為該光電探測器所設(shè)計的光線的波長的高能量一側(cè)(在較短波長一側(cè))上表現(xiàn)出強的吸收峰值。
光電探測元件521在反向偏壓517下工作，其對于光電探測器是典型的。附加的新穎的相位控制元件522在反向偏壓518下工作。光線通過頂部反射鏡516射入537。
每個層通過用作電流阻擋層的電流縫隙503與相鄰的層分開。優(yōu)選地使用但不限于Al(Ga)O層或質(zhì)子轟擊層來形成電流縫隙503。
圖5中的光電探測器優(yōu)選地按照下述方式工作。由反向偏壓518創(chuàng)建的電場主要被施加到未摻雜或弱摻雜區(qū)域，其包括層509、510和511。選擇調(diào)制器510，使其具有強的電光學(xué)效應(yīng)。在由偏壓518控制的外部電場下，調(diào)整調(diào)制器510的折射率。通過共振條件(H.C.Casey，Jr.，和M.B.Panish，Heterostructure Lasers，Part A，Academic Press，N.Y.1978)來確定空腔520的共振波長。電磁波的光路包括層504、第一電流縫隙503、層505、光電探測層506、層507、第二電流縫隙503、層508、第三電流縫隙、層509、調(diào)制器510、層511、第四電流縫隙、層512。由于底部和頂部反射鏡的反射導(dǎo)致所有的路徑加倍。調(diào)制器510中折射率的變化首先影響通過調(diào)制器的光線的光路，其次影響從層509(或511)進入調(diào)制器510以及從調(diào)制器510進入層509(或511)的光線的透射系數(shù)。在說明書的圖7至12中進一步說明了光電探測器的共振波長的調(diào)制效應(yīng)。光電探測元件506吸收具有共振波長的光線537，并產(chǎn)生通過毫安表519測量的光電流。
在可選實施例中，能夠使用不同順序的接觸。相位控制元件包括n接觸層、其中插入調(diào)制器的未摻雜或弱摻雜層、以及p接觸層。在此實施例中，通過p+n+江崎隧道結(jié)將有源元件的p接觸層與相位控制元件的n接觸層分開。
本發(fā)明的另一個實施例允許增強在波長可調(diào)的共振光電探測器中的波長調(diào)制效應(yīng)。如果波長可調(diào)的共振光電探測器生長在由GaAs、GaAlAs或與GaAs晶格匹配或基本上晶格匹配的其它材料所形成的襯底上，則該器件可以包括具有高的鋁含量的Ga1-xAlxAs層，優(yōu)選地x＞0.93，或者是純的AlAs層。在外延生長了該結(jié)構(gòu)之后，能夠氧化這樣的層，其中AlAs層轉(zhuǎn)變成AlO層，具有高的鋁含量的GaAlAs層轉(zhuǎn)變成GaAlO層。AlO層和GaAlO層是折射率明顯低于GaAs或GaAlAs的折射率的介電層。在將AlO(GaAlO)層插在GaAs/GaAlAs多層結(jié)構(gòu)中時，空腔的光模的電場強度在AlO(GaAlO)層中下降，在相鄰層中增加。因此，如果鄰近調(diào)制器引入AlO(GaAlO)層，則調(diào)制器中光模的電場強度增加，其導(dǎo)致共振波長調(diào)制效應(yīng)的增強。
圖6示意性地顯示了作為本發(fā)明波分多路復(fù)用系統(tǒng)一部分的波長可調(diào)的激光器600。特別地，圖6顯示了波長可調(diào)的垂直空腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)。波長可調(diào)的VCSEL 600外延生長在襯底501上。VCSEL包括底部反射鏡502、空腔620和頂部反射鏡516?？涨?20包括有源元件621和相位控制元件622。通常，類似于圖5所示的光電探測器500的光電探測元件521來形成有源元件621，但是有源元件621在正向偏壓617下工作。在正向偏壓617下電流注入到有源區(qū)606，并產(chǎn)生光線。選擇調(diào)制器510，使其具有強的電光學(xué)效應(yīng)。在由偏壓518控制的外部電場下，調(diào)整調(diào)制器510的折射率。通過空腔620的共振條件來確定從光譜的增益區(qū)域選擇的發(fā)射波長。調(diào)整調(diào)制器510的折射率導(dǎo)致空腔620的共振波長的改變。因此，由波長可調(diào)的VCSEL 600發(fā)射的激光627的波長也改變。
另一個實施例允許增強在作為本發(fā)明波分多路復(fù)用系統(tǒng)一部分的波長可調(diào)的垂直空腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)中的波長調(diào)制效應(yīng)。如果波長可調(diào)的VCSEL生長在由GaAs、GaAlAs或與GaAs晶格匹配或基本上晶格匹配的其它材料所形成的襯底上，則該器件可以包括具有高的鋁含量的Ga1-xAlxAs層，優(yōu)選地x＞0.93，或者是純的AlAs層。在外延生長了該結(jié)構(gòu)之后，能夠氧化這樣的層，其中AlAs層轉(zhuǎn)變成AlO層，具有高的鋁含量的GaAlAs層轉(zhuǎn)變成GaAlO層。AlO層和GaAlO層是折射率明顯低于GaAs或GaAlAs的折射率的介電層。如果將AlO(GaAlO)層插在GaAs/GaAlAs多層結(jié)構(gòu)中時，空腔的光模的電場強度在AlO(GaAlO)層中下降，在相鄰層中增加。因此，如果鄰近調(diào)制器引入AlO(GaAlO)層，則調(diào)制器中光模的電場強度增加，其導(dǎo)致所發(fā)射的激光的波長調(diào)制增強。
圖5中的波長可調(diào)的共振光電探測器和圖6中的波長可調(diào)的垂直空腔表面發(fā)射激光器的一般特征是能夠調(diào)整光學(xué)空腔的共振波長。調(diào)整機構(gòu)是基于在微腔中使用量子約束斯塔克效應(yīng)來實現(xiàn)共振腔波長的明顯變動的能力。
任何吸收峰值(例如在量子阱中的激子共振吸收)都導(dǎo)致折射率的明顯的共振調(diào)制，如圖7中定性的顯示。此調(diào)制與Kramers-Kronig關(guān)系式所表示的電介質(zhì)函數(shù)ε(ω)＝ε′(ω)+iε″(ω)的實部和虛部的電介質(zhì)極化率的實部和虛部之間的內(nèi)在聯(lián)系相關(guān)，ϵ′(ω)=ϵ0+1πP∫ϵ′′(Ω)Ω-ωdΩ---(8)]]>其中ε0是本底介電常數(shù)，P是積分的主值。
折射率的最強的共振調(diào)制發(fā)生在激子共振能量附近，并遠離共振平滑地衰變～1/(E0-E)。相反，在Lorentzian譜線形狀的吸收峰值的情況下，吸收衰變更加迅速～1/(E0-E)2。例如，通過在反向偏置的pn結(jié)中施加電壓，可以改變放置在電場中的量子阱(QW)內(nèi)的電子和空穴水平，使得激子吸收共振發(fā)生變動并在特定的能量調(diào)制了折射率。圖8中顯示了對于為使用S.Adachi的論文(“GaAs，AlAs，andAlxGa1-xAsMaterial parameters for use in research and deviceapplications”J.Appl Phys.Vol.58，pp.R1-R29(1985))中所述的材料參數(shù)的10nm厚GaAs-Al0.4Ga0.6As量子阱計算的電場的激子吸收能量變動。在施加的電場增加時激子振蕩器強度下降。但是，對于7至10nm的阱寬度以及在100kV/cm電場的10至20meV的峰值變動，下降不明顯，如Y.P.Feng等人的論文(“Exciton Energies as aFunction of Electric FieldConfined Quantum Stark Effect”，PhysicalReview B.Vol.48，1963-1966(1993))所述。
時間響應(yīng)或者所謂的量子約束斯塔克效應(yīng)(QCSE)不受輻射復(fù)合速率的限制，并且能夠?qū)崿F(xiàn)超高的調(diào)制速度。
引入共振吸收峰值可以影響空腔諧振模光子能量。如果空腔的Fabri-Pérot(FP)光子模和激子電子模的能量處于共振或接近共振，則這兩種模不再是系統(tǒng)的特征值。兩種狀態(tài)被強烈地耦合，并出現(xiàn)空腔偏振子。Houdré等人已經(jīng)對空腔偏振子進行了實驗觀察并建立模型(“room-temperature cavity polaritons in a semiconductormicrocavity”，Physical Review B.Vol.49，issue 23，pp.16761-16764(1994))，Houdré等人研究了在由Ga1-xAlxAs/AlAs(x＝0.10)分布式DBR包圍的GaAs上的GaAs 3/2λ-微腔。底部DBR具有19對0.25λ層，頂部DBR具有15對。兩個插入物，每個具有由100的GaAs屏障分開的三個75的InGaAs(13％In)量子阱，被插入在空腔厚度的1/3和2/3處。從反射率(R)和透射率(T)測量值能夠推導(dǎo)出吸收(A)頻譜。吸收被定義為A＝1-R-T (8)
而且，對于對稱結(jié)構(gòu)，在共振T＜＜R時，A≈1-R?？梢酝ㄟ^洛倫茲振子分散的介電常數(shù)來描述量子阱的光學(xué)特性ϵ(E)=n(E)2=ϵ∞+fq2h2mϵ0Lz1E02-E2-iγE---(9)]]>其中f是每單位面積的振子強度，q是電子的電荷，m是真空中電子的質(zhì)量，Lz是量子阱厚度，h是普朗克常數(shù)，ε0是真空介電常數(shù)，E0是激子能量，γ是激子線寬。在溫度為77K時測量的量子阱的吸收頻譜滿足Houdré等人的等式(9)。從滿足等式可推導(dǎo)出振子強度f＝4.8×1012cm-2，線寬γ＝2.7meV。
本發(fā)明人對1λ空腔進行了類似的計算，其中在0.5個空腔厚度處插入了包括三個量子阱的插入物。通過標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換矩陣方法為DBR-FP結(jié)構(gòu)建模，并通過等式(2)的介電常數(shù)包含了2D激子。對空腔諧振模中激子能量與光子能量之間不同的去諧進行計算。
Δ＝E0-Ecav(10)Houdré等人只考慮到在經(jīng)過插入激子給出了空腔諧振模的固定分離的空腔中激子光子耦合的基本效應(yīng)。Houdré等人沒有提到或研究波長可調(diào)性。Houdré等人對如何實現(xiàn)波長可調(diào)性沒有提供任何指導(dǎo)。而且，Houdré等人沒有說明如何制造可調(diào)的VCSEL或可調(diào)的共振空腔光電探測器。此外，Houdré等人沒有提到波分多路復(fù)用系統(tǒng)。
相反，本發(fā)明公開了基于空腔位置相依的電光學(xué)效應(yīng)的波長可調(diào)的垂直空腔表面發(fā)射激光器。本發(fā)明還公開了波長可調(diào)的共振空腔光電探測器以及基于波長可調(diào)的激光器陣列和波長可調(diào)的共振光電探測器陣列的智能波分多路復(fù)用系統(tǒng)。
此外，本發(fā)明顯示了如何通過調(diào)整空腔長度、反射鏡類型、插在空腔中的量子阱的數(shù)量或量子點層的數(shù)量來增強波長可調(diào)性。本發(fā)明證明了制造允許最多9nm的波長變動的波長可調(diào)的激光器和波長可調(diào)的共振光電探測器的可行性。
圖9顯示了共振中的吸收頻譜。對于1λ空腔在共振時計算的吸收頻譜，在空腔中間的單個的三量子阱插入物，以及反射鏡與R.Houdré等人的相同。計算給出了5.9meV的空腔諧振模分離，基本類似于Houdré等人的結(jié)果。
為了在共振的兩個頻譜線中間增加分離Ω，本發(fā)明的實施例包括具有高對比度的GaAs/AlO DBR的空腔，其中各層分別具有3.54和1.58的折射率(在波長λ＝921.5nm時)。該結(jié)構(gòu)在底部DBR中包括5對GaAs/AlO，在頂部DBR中包括4對GaAs/AlO。圖10中給出了該結(jié)構(gòu)的反射頻譜，顯示了反復(fù)的寬的停止帶。沒有考慮在光子能量高于1.42eV處的GaAs吸收，以便關(guān)注空腔和DBR的共振特性。計算該結(jié)構(gòu)使其在波長921.5nm(光子能量1.341eV)具有共振。在假設(shè)GaAs和AlO的恒定折射率分別為3.54和1.58時，進行反射率的計算。
圖11(a)至(e)顯示了空腔長度對四個不同空腔的處于共振的兩個光模之間分離的影響(偏振子影響)。針對由5對GaAs/AlO反射鏡和4對GaAs/AlO反射鏡包圍的GaAs的0.5λ空腔、1λ空腔、1.5λ空腔和2λ空腔計算該影響。隨著空腔長度增加，分離下降。
圖11(a)顯示了由底部反射鏡1111和頂部反射鏡1112限制的最短(0.5λ)的空腔1110。只顯示了每個DBR的一個周期?？拷涨恢C振模的最大電場強度引入調(diào)制器1113，調(diào)制器1113是包含多層的量子阱的插入物。靠近空腔中固定電磁波1115的最大電場強度來定位調(diào)制器1113。由于插入物和光模的最大交疊，這樣的短空腔表現(xiàn)出最大的分離，等于11.2meV，如圖11(b)所示。
圖11(c)顯示了1λ空腔1120，其中調(diào)制器1113位于固定電磁波1125的最大電場強度處。對于1λ空腔，氧化的GaAs-Al(Ga)O DBR與AlAs-GaAs DBR(5.9meV)給出了明顯較大的分離(8.9meV)。
圖11(d)顯示了1.5λ空腔1130，其中調(diào)制器1113位于固定電磁波1135的電場強度最大值的其中之一處。7.5meV的分離小于0.5λ和1λ空腔中的分離。
圖11(e)顯示了2λ空腔1140，其中調(diào)制器1113位于固定電磁波1145的電場強度最大值的其中之一處。6.7meV的分離是圖11中所示的所有空腔中最小的分離。
評價均勻和不均勻展寬對模分離的作用(影響)是很重要的。該影響對于在室溫導(dǎo)致較小的相位弛張時間的均勻展寬增加非常不敏感。線寬(半最大值全波，F(xiàn)WHM)中從2.7meV(77K)到9.3meV(300K)的改變在分離能量(從11.2meV下降到8.9meV)中產(chǎn)生最小的改變。這意味著在接近或高于室溫的范圍內(nèi)的溫度變化不會對調(diào)制器性能產(chǎn)生明顯改變。其顯示在表1中，表1顯示了振子強度對0.5λ空腔諧振模的共振分離的影響。
表1

使用幾個薄的量子阱，能夠進一步顯著地增加該影響。如果插入包括5個InGaAs量子阱的多層結(jié)構(gòu)，則與R.Houdré等人的論文相比，振子強度可以增加5倍，其中每個InGaAs量子阱厚度為50，由厚度為50的GaAs屏障分隔。
圖12顯示了空腔本身的反射率頻譜，該空腔具有多量子阱插入物，圖12(a)是激子吸收峰值位于空腔諧振模的高能量側(cè)的情況。針對激子線與空腔諧振模之間不同的能量去諧來計算反射率頻譜。激子線位于空腔諧振模的高能量側(cè)。表2顯示了與去諧相對的偏振子效應(yīng)導(dǎo)致的空腔諧振模的變動。曲線1211至1217是如表2中給出的不同的去諧值。曲線1211是在沒有激子效應(yīng)的情況下空腔的反射率。曲線1212表示去諧Δ＝100meV。曲線1213表示去諧Δ＝50meV。曲線1214表示去諧Δ＝30meV。曲線1215表示去諧Δ＝20meV。曲線1216表示去諧Δ＝10meV。曲線1217表示精確共振Δ＝0。
圖12(b)是激子吸收峰值位于空腔諧振模的低能量側(cè)的情況。曲線1221至1227是如表2中給出的不同的去諧值。曲線1221是在沒有激子效應(yīng)的情況下空腔的反射率。曲線1222表示去諧Δ＝-100meV。曲線1223表示去諧Δ＝-50meV。曲線1224表示去諧Δ＝-30meV。曲線1225表示去諧Δ＝-20meV。曲線1226表示去諧Δ＝-10meV。曲線1227表示精確共振Δ＝0。
表2

獲得明顯的波長變動，同時在該器件的空腔波長不具有強的吸收以便正常工作是很重要的?，F(xiàn)有技術(shù)假設(shè)兩個條件幾乎是不可能同時滿足的。但是，本發(fā)明顯示出不是這種情況。表2概述了變動值和吸收值。對于垂直空腔表面發(fā)射激光器，量子阱中的材料增益大約是103cm-1，并且量子阱-VCSEL的損失必須適當(dāng)?shù)氐陀谶@個值。
表2顯示了經(jīng)過量子約束斯塔克效應(yīng)在空腔吸收沒有強烈增加的情況下，5-6meV(4至5nm)的變動是可能。對于1.3-1.6μm頻譜范圍的波長，類似的能量變動產(chǎn)生更大的波長變動(8至9nm)。
對于吸收峰值和額定空腔諧振模能量之間非常大的能量分隔，當(dāng)吸收恰好可以忽略時(調(diào)制器區(qū)域中的材料吸收對于100meV能量差是幾十cm-1)，能夠進一步提高激子振子強度，以便增加波長調(diào)整范圍。如果振子強度被進一步增加2倍，則變動的值也近似加倍。表3顯示了增強的振子強度對空腔諧振模的變動的影響。盡管損失也加倍，但是它們?nèi)匀槐３州^低，以至于不顯著地影響激光發(fā)光特性。因此，即使對于100meV的大的能量分隔，也能夠?qū)崿F(xiàn)大的波長調(diào)整范圍。
表3

可以通過使用空腔的優(yōu)化設(shè)計以便增加調(diào)制器區(qū)域中電場的強度來實現(xiàn)調(diào)整效率的進一步增加。在本發(fā)明的實施例中，調(diào)制器區(qū)域夾在AlO層之間。為了確保有效的收集光生載流子，在氧化物覆層中使用非常小的縫隙。在本發(fā)明的另一個實施例中，使用一個與氧化物層組合的腔內(nèi)接觸，氧化物層交疊在調(diào)制部分中。
因此，空腔諧振模的能量最多能夠變動的數(shù)值可達5-6nm，提出的空腔波長的調(diào)整機構(gòu)能夠確實用于波長可調(diào)的激光器和波長可調(diào)的共振光電探測器。在另一個實施例中，調(diào)制器區(qū)域夾在GaAlO層之間。
另一個調(diào)整折射率的機會是施加正向偏壓。在此情況下，通過非平衡載流子的注入來限制電場的應(yīng)用。但是注入的載流子使得激子吸收漂白依靠自由載流子并依靠填充了可用的電子和空穴狀態(tài)的費米空間通過激子放映。吸收峰值消失，因此強烈地修改了折射率。如果在電流注入脈沖之后施加了強的反向偏壓，則通過由于輻射復(fù)合或隧穿屏障的載流子導(dǎo)致的量子阱耗盡時間來限制時間響應(yīng)，如在Y.Chiba等人的論文中所述(“Resonance-state calculation applyingWeyl-Titchmarsh theoryApplication for the quantum-confined Starkeffects on excitons in a GaAs-AlxAl1-xAs quantum well”，PhysicalReview B，Vol.41，pp.6065-6068(1990))。
因此，在另一個實施例中，波長可調(diào)的垂直空腔表面發(fā)射激光器包括相位控制元件和調(diào)制器，其工作在正向偏壓下。在此實施例中，激子吸收漂白效應(yīng)調(diào)制折射率。
在另一個實施例中，波長可調(diào)的共振光電探測器包括相位控制元件和調(diào)制器，其工作在正向偏壓下。在此實施例中，使用激子吸收漂白的效應(yīng)來調(diào)制折射率。
在又一個實施例中，外部反射鏡位置的微機械調(diào)制調(diào)整了空腔的長度，因此調(diào)整了空腔的共振波長。在優(yōu)選實施例中，使用微機械調(diào)制來調(diào)整由波長可調(diào)的垂直空腔表面發(fā)射激光器所發(fā)射的激光的波長。在另一個優(yōu)選實施例中，使用微機械調(diào)制來調(diào)整波長可調(diào)的垂直空腔共振光電探測器的共振波長。
在另一個實施例中，使用壓電效應(yīng)來調(diào)整空腔的共振波長?？涨话ㄓ杀憩F(xiàn)出強的壓電效應(yīng)的材料所形成的層。向此層施加控制電壓會導(dǎo)致該層變形，并且相應(yīng)改變了它的厚度。因此，空腔的長度改變；空腔的共振波長也改變。在優(yōu)選實施例中，使用壓電效應(yīng)來調(diào)整由波長可調(diào)的垂直空腔表面發(fā)射激光器所發(fā)射的激光的波長。在另一個優(yōu)選實施例中，使用壓電效應(yīng)來調(diào)整波長可調(diào)的共振光電探測器的共振波長。
圖5中的波長可調(diào)的共振光電探測器和圖6中的波長可調(diào)的激光器是垂直空腔光電子器件。本發(fā)明的另一個實施例是按照N.N.Ledentsov和V.A.Schukin的論文(“Novel Concepts for InjectionLasers”，Optical Engineering，Vol.41(12).pp.3193-3203(2002))中所述的傾斜空腔激光器的一般概念制造的波長可調(diào)的傾斜空腔激光器。簡言之，優(yōu)選地設(shè)計傾斜空腔激光器使得空腔夾在底部反射鏡與頂部反射鏡之間。優(yōu)選地將兩個反射鏡設(shè)計為多層反射鏡。VCSEL和TCL之間的主要差別在于，在TCL中空腔和反射鏡是對按照與反射鏡面的法線成某角度θ傳播的光模產(chǎn)生共振。
傾斜空腔激光器有許多優(yōu)點。首先，傾斜空腔激光器可用作表面發(fā)射激光器和邊緣發(fā)射激光器。其次，針對空腔和反射鏡的共振條件是獨立的，因此提供了角度θ和所發(fā)射激光的波長的選擇。第三，傾斜模從多層反射鏡的反射率明顯高于垂直模的反射率，其允許通過使用較少層數(shù)以及整體厚度較小的反射鏡使器件達到同樣高的精密度。第四，當(dāng)傾斜空腔激光器用作表面發(fā)射激光器時，一個優(yōu)選實施例是使角度θ超過在空腔的半導(dǎo)體材料與真空之間邊界處的全內(nèi)反射的角度，并且將發(fā)射的激光經(jīng)過近場直接耦合到光纖。這明顯地降低了耦合到光纖時的衍射損耗。第五，當(dāng)傾斜空腔激光器用作邊緣發(fā)射激光器時，其為所發(fā)射的激光提供了強的波長穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的實施例中，傾斜空腔還包括相位控制元件，其調(diào)制激光器所發(fā)射的激光的波長。在優(yōu)選實施例中，波長可調(diào)的共振光電探測器是傾斜空腔共振光電探測器。
在另一個實施例中，波分多路復(fù)用系統(tǒng)包括波長可調(diào)的邊緣發(fā)射激光器。波長可調(diào)的邊緣發(fā)射激光器包括使用分布式反饋來穩(wěn)定所發(fā)射的激光的波長并在激光中選擇單個縱模的部分。在這樣的激光器中使用調(diào)制器，使其可用于本發(fā)明的波分多路復(fù)用系統(tǒng)。
在另一個實施例中，波分多路復(fù)用系統(tǒng)包括以邊緣幾何圖形工作的波長可調(diào)的共振光電探測器，其中通過使用分布式反饋的部分來提供共振。在這樣的光電探測器中使用調(diào)制器，使其可用于本發(fā)明的波分多路復(fù)用系統(tǒng)。
本發(fā)明的波分多路復(fù)用系統(tǒng)的一個基本優(yōu)點是，能夠?qū)⒚總€給定的共振光電探測器的共振波長自調(diào)整到由分配給數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕o定信道的激光器所發(fā)射的激光的波長。圖1至3給出了此自調(diào)整的一個實施例。
在本發(fā)明的另一個實施例中，對每個信道進行共振光電探測器和激光器的調(diào)整，而不使用基準(zhǔn)激光器和基準(zhǔn)光電探測器。在此實施例中，激光器所發(fā)射的信號包括基準(zhǔn)信號和數(shù)據(jù)傳輸信號。這兩種信號在幅度和脈沖持續(xù)時間方面不同。該系統(tǒng)調(diào)整對應(yīng)的基準(zhǔn)光電探測器的波長，直到由光電探測器獲得的基準(zhǔn)信號達到其最大值為止。然后，在相同的波長獲得數(shù)據(jù)傳輸信號。
在本發(fā)明的另一個實施例中，波分多路復(fù)用系統(tǒng)具有波長可調(diào)的激光器和波長可調(diào)的共振光電探測器。在此實施例中，第一陣列的激光器發(fā)射波長為λ*的激光。第二陣列的光電探測器獲得由第一陣列的對應(yīng)的激光器所發(fā)射的激光。第二陣列的光電探測器將關(guān)于所獲得的信號的強度I的信息發(fā)射到第二陣列的對應(yīng)的激光器。第二陣列的對應(yīng)的激光器發(fā)射激光，將關(guān)于所獲得的強度的信息發(fā)送回第一陣列。第一陣列的對應(yīng)的光電探測器接收關(guān)于強度I的信息。系統(tǒng)調(diào)整由第一陣列的激光器所發(fā)射的激光的波長λ*，直到強度I達到其最大值為止。
在本發(fā)明的另一個實施例中，位于不同位置的光電子器件陣列能夠建立對話。在又一個實施例中，多于兩個的每個位于其自己位置的光電子器件陣列形成智能網(wǎng)絡(luò)，其允許自調(diào)整和各種形式的對話。陣列的優(yōu)選數(shù)量是從三個到一百個。
在本發(fā)明的另一個實施例中，調(diào)制用于控制波長可調(diào)的激光器的波長的控制參數(shù)U，使得激光器發(fā)射的激光被調(diào)頻。然后對由對應(yīng)的共振光電探測器檢測到的信號進行調(diào)幅。此實施例允許高頻操作。
在本發(fā)明的另一個實施例中，能夠使用有源或無源振蕩模鎖定以便在高功率工作。能夠應(yīng)用具有飽和吸收體的光學(xué)雙穩(wěn)的兩部分器件，以便允許元件的邏輯函數(shù)。
應(yīng)當(dāng)意識到，為了清楚而在分開的實施例中說明的本發(fā)明的某些特征，也可以在單個實施例中進行組合。相反地，為了簡明而在單個實施例中說明的本發(fā)明的各種特征，也可以分開或以任意適合的子組合方式被提供。
本說明書中提到的所有的出版物、專利和專利申請，在此以引用方式將其全部內(nèi)容并入本說明書，其程度好像是每個單獨的出版物、專利或?qū)＠暾埻ㄟ^引用被具體且單獨地指出而結(jié)合在此。此外，本申請中任何參考的引用或證明不應(yīng)構(gòu)成為允許這樣的引用可作為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)而獲得。
盡管已經(jīng)關(guān)于其示意性實施例顯示并說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在此進行前述的以及各種其它的修改、刪除和增加，而不會脫離本發(fā)明的本質(zhì)和范圍。因此，本發(fā)明不應(yīng)理解為上述的具體實施例，而是包括能夠在由后附權(quán)利要求中闡述的特征所包圍的范圍及其等價物中實施的所有可能的實施例。
權(quán)利要求
1.一種波分多路復(fù)用系統(tǒng)，包括至少兩個光電子器件陣列以及通信媒介，每個陣列位于不同的位置，其中a)第一光電子器件陣列位于第一位置，并包括多個波長可調(diào)的激光器；以及b)第二光電子器件陣列位于不同于第一位置的第二位置，并包括多個波長可調(diào)的共振光電探測器。
2.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中第一光電子器件陣列包括選自如下的光電子器件i)波長可調(diào)的激光器，和ii)波長可調(diào)的共振光電探測器。
3.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中第二光電子器件陣列包括選自于如下的光電子器件i)波長可調(diào)的激光器，和ii)波長可調(diào)的共振光電探測器。
4.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中通信媒介選自于a)光纖；b)自由空間；和c)半導(dǎo)體芯片。
5.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該波分多路復(fù)用系統(tǒng)是選自于如下的通信網(wǎng)絡(luò)的一部分a)長途網(wǎng)絡(luò)；b)大城市區(qū)域網(wǎng)絡(luò)；c)局域網(wǎng)；d)存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)；e)多個計算機光學(xué)互連；和f)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
6.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，進一步包括位于第一位置的多路復(fù)用元件，其中該多路復(fù)用元件將波長可調(diào)的激光器所發(fā)射的激光引導(dǎo)至通信媒介。
7.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，進一步包括位于第二位置的多路分用元件，其中該多路分用元件將具有以一定波長間隔的波長的激光引導(dǎo)至對應(yīng)的波長可調(diào)的共振光電探測器。
8.如權(quán)利要求6所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，進一步包括位于第二位置的多路分用元件，其中該多路分用元件將具有以一定波長間隔的波長的激光引導(dǎo)至對應(yīng)的波長可調(diào)的共振光電探測器。
9.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中通過控制參數(shù)來控制由至少一個波長可調(diào)的激光器所發(fā)射的激光的波長，所述控制參數(shù)選自于a)用于使用量子約束斯塔克效應(yīng)的波長可調(diào)的激光器的電壓；b)用于使用漂白效應(yīng)的波長可調(diào)的激光器的注入電流；c)用于使用波長的微機械調(diào)制的波長可調(diào)的激光器的外部反射鏡的位置；和d)用于基于壓電效應(yīng)的波長可調(diào)的激光器的電壓，其中所施加的電壓調(diào)整波長可調(diào)的激光器的空腔的寬度。
10.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中通過控制參數(shù)來控制至少一個波長可調(diào)的共振光電探測器的共振波長，所述控制參數(shù)選自于a)用于使用量子約束斯塔克效應(yīng)的波長可調(diào)的共振光電探測器的電壓；b)用于使用漂白效應(yīng)的波長可調(diào)的共振光電探測器的注入電流；c)用于使用波長的微機械調(diào)制的波長可調(diào)的共振光電探測器的外部反射鏡的位置；和d)用于基于壓電效應(yīng)的波長可調(diào)的共振光電探測器的電壓，其中所施加的電壓調(diào)整空腔的寬度。
11.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中第一光電子器件陣列包括至少一個基準(zhǔn)波長可調(diào)的激光器和至少一個數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的激光器。
12.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中第二光電子器件陣列包括至少一個基準(zhǔn)波長可調(diào)的共振光電探測器和至少一個數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的共振光電探測器。
13.如權(quán)利要求11所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中第二光電子器件陣列包括至少一個基準(zhǔn)波長可調(diào)的共振光電探測器和至少一個數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的共振光電探測器。
14.如權(quán)利要求13所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中基準(zhǔn)波長可調(diào)的激光器和基準(zhǔn)波長可調(diào)的共振光電探測器形成基準(zhǔn)通信信道。
15.如權(quán)利要求14所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中形成多個數(shù)據(jù)通信信道，每個信道包括一個數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的激光器和一個數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的共振光電探測器。
16.如權(quán)利要求14所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的激光器和數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的共振光電探測器形成數(shù)據(jù)通信信道。
17.如權(quán)利要求16所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中在至少一個數(shù)據(jù)通信信道中傳輸?shù)男盘柊╝)基準(zhǔn)部分；和b)數(shù)據(jù)通信部分。
18.如權(quán)利要求17所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中信號的基準(zhǔn)部分在幅度上大于信號的數(shù)據(jù)通信部分。
19.如權(quán)利要求17所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中信號的基準(zhǔn)部分在脈沖持續(xù)時間上不同于信號的數(shù)據(jù)通信部分。
20.如權(quán)利要求16所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中調(diào)頻調(diào)制在至少一個數(shù)據(jù)通信信道中由波長可調(diào)的激光器所發(fā)射的信號，使得在數(shù)據(jù)通信信道中由波長可調(diào)的共振光電探測器所檢測的信號在幅度上被調(diào)制。
21.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中a)第一光電子器件陣列包括i)至少一個波長可調(diào)的激光器，和ii)至少一個波長可調(diào)的共振光電探測器；以及b)第二光電子器件陣列包括i)至少一個波長可調(diào)的激光器，和ii)至少一個波長可調(diào)的共振光電探測器。
22.如權(quán)利要求21所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，進一步包括至少一個對話數(shù)據(jù)通信信道，包括a)在第一光電子器件陣列中的波長可調(diào)的激光器；b)在第一光電子器件陣列中的波長可調(diào)的共振光電探測器；c)在第二光電子器件陣列中的波長可調(diào)的激光器；和d)在第二光電子器件陣列中的波長可調(diào)的共振光電探測器。
23.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，包括多于兩個的光電子器件陣列，每個陣列位于不同的位置，其中陣列中的光電子器件選自于a)波長可調(diào)的激光器；b)波長可調(diào)的共振光電探測器；和c)a)和b)的任意組合。
24.如權(quán)利要求23所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中光電子器件陣列的數(shù)量范圍從三個至一百個。
25.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中至少一個波長可調(diào)的共振光電探測器包括波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔共振光電探測器，該波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔共振光電探測器包括a)襯底；b)位于襯底上并由布喇格反射體區(qū)域形成的底部反射鏡；c)含有i)位于底部反射鏡上的光電探測元件、以及ii)位于光電探測元件上的相位控制元件的空腔，其中光電探測元件包括A)當(dāng)吸收光時產(chǎn)生光電流的光吸收層，B)位于襯底上并位于光吸收層下的第一n摻雜電流擴散區(qū)域，C)位于光吸收層上的第一p摻雜電流擴散區(qū)域，D)位于每個相鄰區(qū)域之間的電流縫隙，和E)位于n摻雜電流擴散區(qū)域與p摻雜電流擴散區(qū)域之間的光電探測元件偏壓控制器件，使得當(dāng)不吸收光線時不出現(xiàn)光電流，所述相位控制元件包括A)位于第一p摻雜電流擴散區(qū)域上的調(diào)制層，其中該調(diào)制層在暴露到施加反向偏壓時的電場或者施加正向偏壓時的注入電流時，利用位置相依的電光學(xué)效應(yīng)來調(diào)制空腔的共振波長，B)位于調(diào)制層上的第二n摻雜電流擴散區(qū)域，C)位于每個相鄰區(qū)域之間的電流縫隙，和D)位于第二n摻雜電流擴散區(qū)域與第一p摻雜電流擴散區(qū)域之間的相位控制元件偏壓控制器件，使得產(chǎn)生電場以使調(diào)制層調(diào)制空腔的共振波長；和d)位于相位控制元件上并由布喇格反射體形成的頂部反射鏡。
26.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中至少一個波長可調(diào)的共振光電探測器包括波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔共振光電探測器，該波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔共振光電探測器包括a)襯底，包括選自于i)GaAs、ii)GaAlAs合金、或iii)與GaAs晶格匹配或基本上晶格匹配的其它半導(dǎo)體材料的材料；b)位于襯底上并由布喇格反射體區(qū)域形成的底部反射鏡；c)含有i)位于底部反射鏡上的光電探測元件、以及ii)位于光電探測元件上的相位控制元件的空腔，其中光電探測元件包括A)當(dāng)吸收光時產(chǎn)生光電流的光吸收層，B)位于襯底上并位于光吸收層下的第一n摻雜電流擴散區(qū)域，C)位于光吸收層上的第一p摻雜電流擴散區(qū)域，D)位于每個相鄰區(qū)域之間的電流縫隙，和E)位于n摻雜電流擴散區(qū)域與p摻雜電流擴散區(qū)域之間的光電探測元件偏壓控制器件，使得當(dāng)不吸收光線時不出現(xiàn)光電流，所述相位控制元件包括A)位于第一p摻雜電流擴散區(qū)域上的調(diào)制層，其中該調(diào)制層在暴露到施加反向偏壓時的電場或者施加正向偏壓時的注入電流時，利用位置相依的電光學(xué)效應(yīng)來調(diào)制空腔的共振波長，B)位于調(diào)制層上的第二n摻雜電流擴散區(qū)域，C)位于每個相鄰區(qū)域之間的電流縫隙，和D)位于第二n摻雜電流擴散區(qū)域與第一p摻雜電流擴散區(qū)域之間的相位控制元件偏壓控制器件，使得產(chǎn)生電場以使調(diào)制層調(diào)制空腔的共振波長；d)位于相位控制元件上并由布喇格反射體形成的頂部反射鏡；和e)在n側(cè)上鄰近調(diào)制層的附加介電層，其中附加介電層包括選自于AlO或GaAlO的材料。
27.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中至少一個波長可調(diào)的共振光電探測器包括波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔共振光電探測器，該波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔共振光電探測器包括a)襯底，包括選自于i)GaAs、ii)GaAlAs合金、或iii)與GaAs晶格匹配或基本上晶格匹配的其它半導(dǎo)體材料的材料；b)位于襯底上并由布喇格反射體區(qū)域形成的底部反射鏡；c)含有i)位于底部反射鏡上的光電探測元件、以及ii)位于光電探測元件上的相位控制元件的空腔，其中光電探測元件包括A)當(dāng)吸收光時產(chǎn)生光電流的光吸收層，B)位于襯底上并位于光吸收層下的第一n摻雜電流擴散區(qū)域，C)位于光吸收層上的第一p摻雜電流擴散區(qū)域，D)位于每個相鄰區(qū)域之間的電流縫隙，和E)位于n摻雜電流擴散區(qū)域與p摻雜電流擴散區(qū)域之間的光電探測元件偏壓控制器件，使得當(dāng)不吸收光線時不出現(xiàn)光電流，所述相位控制元件包括A)位于第一p摻雜電流擴散區(qū)域上的調(diào)制層，其中該調(diào)制層在暴露到施加反向偏壓時的電場或者施加正向偏壓時的注入電流時，利用位置相依的電光學(xué)效應(yīng)來調(diào)制空腔的共振波長，B)位于調(diào)制層上的第二n摻雜電流擴散區(qū)域，C)位于每個相鄰區(qū)域之間的電流縫隙，和D)位于第二n摻雜電流擴散區(qū)域與第一p摻雜電流擴散區(qū)域之間的相位控制元件偏壓控制器件，使得產(chǎn)生電場以使調(diào)制層調(diào)制空腔的共振波長；d)位于相位控制元件上并由布喇格反射體形成的頂部反射鏡；和e)在p側(cè)上鄰近調(diào)制層的附加介電層，其中附加介電層包括選自于AlO或GaAlO的材料。
28.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中至少一個波長可調(diào)的共振光電探測器包括波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔共振光電探測器，該波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔共振光電探測器包括a)襯底，包括選自于i)GaAs、ii)GaAlAs合金、或iii)與GaAs晶格匹配或基本上晶格匹配的其它半導(dǎo)體材料的材料；b)位于襯底上并由布喇格反射體區(qū)域形成的底部反射鏡；c)含有i)位于底部反射鏡上的光電探測元件、以及ii)位于光電探測元件上的相位控制元件的空腔，其中光電探測元件包括A)當(dāng)吸收光時產(chǎn)生光電流的光吸收層，B)位于襯底上并位于光吸收層下的第一n摻雜電流擴散區(qū)域，C)位于光吸收層上的第一p摻雜電流擴散區(qū)域，D)位于每個相鄰區(qū)域之間的電流縫隙，和E)位于n摻雜電流擴散區(qū)域與p摻雜電流擴散區(qū)域之間的光電探測元件偏壓控制器件，使得當(dāng)不吸收光線時不出現(xiàn)光電流，所述相位控制元件包括A)位于第一p摻雜電流擴散區(qū)域上的調(diào)制層，其中該調(diào)制層在暴露到施加反向偏壓時的電場或者施加正向偏壓時的注入電流時，利用位置相依的電光學(xué)效應(yīng)來調(diào)制空腔的共振波長，B)位于調(diào)制層上的第二n摻雜電流擴散區(qū)域，C)位于每個相鄰區(qū)域之間的電流縫隙，和D)位于第二n摻雜電流擴散區(qū)域與第一p摻雜電流擴散區(qū)域之間的相位控制元件偏壓控制器件，使得產(chǎn)生電場以使調(diào)制層調(diào)制空腔的共振波長；d)位于相位控制元件上并由布喇格反射體形成的頂部反射鏡；和e)將調(diào)制層夾在其中的兩層附加介電層，其中每個附加介電層包括選自于AlO或GaAlO的材料。
29.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中至少一個波長可調(diào)的激光器包括波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔表面發(fā)射激光器，該波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔表面發(fā)射激光器包括a)襯底；b)位于襯底上并由布喇格反射體區(qū)域形成的底部反射鏡；c)空腔，含有i)位于底部反射鏡上的有源元件，和ii)位于有源元件上的相位控制元件；和d)位于相位控制元件上并由布喇格反射體形成的頂部反射鏡。
30.如權(quán)利要求29所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔表面發(fā)射激光器的有源元件包括a)光發(fā)生層，當(dāng)暴露到施加正向偏壓時的注入電流時發(fā)光；b)位于襯底上并位于光發(fā)生層下的第一n摻雜電流擴散區(qū)域；c)位于光發(fā)生層上的第一p摻雜電流擴散區(qū)域；d)位于每個相鄰區(qū)域之間的電流縫隙，和e)位于n摻雜電流擴散區(qū)域與p摻雜電流擴散區(qū)域之間的有源元件偏壓控制器件，使得能夠?qū)㈦娏髯⑷氲焦獍l(fā)生層中以發(fā)出光線。
31.如權(quán)利要求30所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔表面發(fā)射激光器的相位控制元件包括a)位于第一p摻雜電流擴散區(qū)域上的調(diào)制層，其中該調(diào)制層在暴露到施加反向偏壓時的電場或者施加正向偏壓時的注入電流時，利用位置相依的電光學(xué)效應(yīng)來調(diào)制光線的波長；b)位于調(diào)制層上的第二n摻雜電流擴散區(qū)域；c)位于每個相鄰區(qū)域之間的電流縫隙，和d)位于第二n摻雜電流擴散區(qū)域與第一p摻雜電流擴散區(qū)域之間的相位控制元件偏壓控制器件，使得產(chǎn)生電場并使調(diào)制層調(diào)制光線的波長。
32.如權(quán)利要求29所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔表面發(fā)射激光器的襯底包括選自于i)GaAs；ii)GaAlAs合金；和iii)與GaAs晶格匹配或基本上晶格匹配的其它半導(dǎo)體材料的材料。
33.如權(quán)利要求32所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔表面發(fā)射激光器進一步包括鄰近調(diào)制層的附加介電層，其中附加介電層包括選自于a)AlO；和b)GaAlO的材料。
34.如權(quán)利要求33所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該附加介電層在n側(cè)上鄰近該波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔表面發(fā)射激光器的調(diào)制層。
35.如權(quán)利要求33所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該附加介電層在p側(cè)上鄰近該波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔表面發(fā)射激光器的調(diào)制層。
36.如權(quán)利要求32所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔表面發(fā)射激光器的調(diào)制層夾在兩層附加介電層之間，其中每個附加介電層包括選自于a)AlO；和b)GaAlO的材料。
37.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中至少一個波長可調(diào)的激光器包括波長可調(diào)的半導(dǎo)體傾斜空腔激光器，該波長可調(diào)的半導(dǎo)體傾斜空腔激光器包括使用位置相依的電光學(xué)效應(yīng)來調(diào)制所發(fā)射激光的波長的調(diào)制元件。
38.如權(quán)利要求37所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該波長可調(diào)的半導(dǎo)體傾斜空腔激光器進一步包括選自于i)GaAs；ii)GaAlAs合金；和iii)與GaAs晶格匹配或基本上晶格匹配的其它半導(dǎo)體材料的襯底。
39.如權(quán)利要求38所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該波長可調(diào)的半導(dǎo)體傾斜空腔激光器進一步包括鄰近調(diào)制元件的附加介電層，其中附加介電層包括選自于a)AlO；和b)GaAlO的材料。
40.如權(quán)利要求39所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該附加介電層在n側(cè)上鄰近調(diào)制元件。
41.如權(quán)利要求39所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該附加介電層在p側(cè)上鄰近調(diào)制元件。
42.如權(quán)利要求38所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該波長可調(diào)的傾斜空腔激光器進一步包括將調(diào)制元件夾在之間的兩層附加介電層，其中每個附加介電層包括選自于a)AlO；和b)GaAlO的材料。
43.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中至少一個波長可調(diào)的共振光電探測器是波長可調(diào)的半導(dǎo)體傾斜空腔共振光電探測器，該波長可調(diào)的半導(dǎo)體傾斜空腔共振光電探測器包括利用位置相依的電光學(xué)效應(yīng)來調(diào)制所述傾斜空腔共振光電探測器的共振波長的調(diào)制元件。
44.如權(quán)利要求43所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該波長可調(diào)的半導(dǎo)體傾斜空腔共振光電探測器進一步包括選自于i)GaAs；ii)GaAlAs合金；和iii)與GaAs晶格匹配或基本上晶格匹配的其它半導(dǎo)體材料的襯底。
45.如權(quán)利要求44所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該波長可調(diào)的半導(dǎo)體傾斜空腔共振光電探測器進一步包括鄰近調(diào)制元件的附加介電層，其中附加介電層包括選自于a)AlO；和b)GaAlO的材料。
46.如權(quán)利要求45所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該附加介電層在n側(cè)上鄰近調(diào)制元件。
47.如權(quán)利要求45所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該附加介電層在p側(cè)上鄰近調(diào)制元件。
48.如權(quán)利要求44所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中該波長可調(diào)的半導(dǎo)體傾斜空腔共振光電探測器進一步包括將調(diào)制元件夾在之間的兩層附加介電層，其中每個附加介電層包括選自于a)AlO；和b)GaAlO的材料。
49.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中至少一個波長可調(diào)的激光器包括波長可調(diào)的邊緣發(fā)射激光器，該波長可調(diào)的邊緣發(fā)射激光器包括使用位置相依的電光學(xué)效應(yīng)的調(diào)制元件。
50.如權(quán)利要求49所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中波長可調(diào)的邊緣發(fā)射激光器進一步包括使用分布式反饋來選擇單個縱模的部分。
51.如權(quán)利要求1所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中至少一個波長可調(diào)的共振光電探測器包括以邊緣幾何圖形工作的光電探測器，并包括使用位置相依的電光學(xué)效應(yīng)的調(diào)制元件。
52.如權(quán)利要求51所述的波分多路復(fù)用系統(tǒng)，其中波長可調(diào)的共振光電探測器進一步包括使用分布式反饋來選擇光電探測器的共振波長的部分。
53.一種波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔共振光電探測器，包括a)襯底；b)位于襯底上并由布喇格反射體區(qū)域形成的底部反射鏡；c)空腔，含有i)位于底部反射鏡上的光電探測元件，和ii)位于光電探測元件上的相位控制元件；和d)位于相位控制元件上并由布喇格反射體形成的頂部反射鏡。
54.如權(quán)利要求53所述的波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔共振光電探測器，其中光電探測元件包括a)當(dāng)吸收光時產(chǎn)生光電流的光吸收層；b)位于襯底上并位于光吸收層下的第一n摻雜電流擴散區(qū)域；c)位于光吸收層上的第一p摻雜電流擴散區(qū)域；d)位于每個相鄰區(qū)域之間的電流縫隙；和e)位于n摻雜電流擴散區(qū)域與p摻雜電流擴散區(qū)域之間的光電探測元件偏壓控制器件，使得當(dāng)不吸收光線時不出現(xiàn)光電流。
55.如權(quán)利要求54所述的波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔共振光電探測器，其中相位控制元件包括a)位于第一p摻雜電流擴散區(qū)域上的調(diào)制層，其中該調(diào)制層在暴露到施加反向偏壓時的電場或者施加正向偏壓時的注入電流時，利用位置相依的電光學(xué)效應(yīng)來調(diào)制空腔的共振波長；b)位于調(diào)制層上的第二n摻雜電流擴散區(qū)域；c)位于每個相鄰區(qū)域之間的電流縫隙；和d)位于第二n摻雜電流擴散區(qū)域與第一p摻雜電流擴散區(qū)域之間的相位控制元件偏壓控制器件，使得產(chǎn)生電場以使調(diào)制層調(diào)制空腔的共振波長；
56.如權(quán)利要求55所述的波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔共振光電探測器，其中該襯底包括選自于i)GaAs；ii)GaAlAs合金；和iii)與GaAs晶格匹配或基本上晶格匹配的其它半導(dǎo)體材料的材料。
57.如權(quán)利要求56所述的波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔共振光電探測器，進一步包括鄰近調(diào)制層的附加介電層，其中附加介電層包括選自于a)AlO；和b)GaAlO的材料。
58.如權(quán)利要求57所述的波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔共振光電探測器，其中該附加介電層在n側(cè)上鄰近調(diào)制層。
59.如權(quán)利要求57所述的波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔共振光電探測器，其中該附加介電層在p側(cè)上鄰近調(diào)制層。
60.如權(quán)利要求56所述的波長可調(diào)的半導(dǎo)體垂直空腔共振光電探測器，其中該調(diào)制層夾在兩層附加介電層之間，其中每個附加介電層包括選自于a)AlO；和b)GaAlO的材料。
61.一種波分多路復(fù)用系統(tǒng)的自調(diào)整方法，該波分多路復(fù)用系統(tǒng)包括至少兩個光電子器件陣列以及通信媒介，每個陣列位于不同的位置，其中第一光電子器件陣列位于第一位置，并包括至少一個基準(zhǔn)波長可調(diào)的激光器和至少一個數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的激光器；其中第二光電子器件陣列位于不同于第一位置的第二位置，并包括至少一個基準(zhǔn)波長可調(diào)的共振光電探測器和至少一個數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的共振光電探測器，該方法包括以下步驟a)設(shè)定多個初始設(shè)置；和b)在現(xiàn)場調(diào)整所述設(shè)置。
62.如權(quán)利要求61所述的方法，其中步驟a)包括子步驟i)按照用于控制所發(fā)射激光的波長的控制參數(shù)的函數(shù)，校準(zhǔn)由基準(zhǔn)波長可調(diào)的激光器所發(fā)射的光線的波長；ii)按照用于控制共振光電探測器的共振波長的控制參數(shù)的函數(shù)，校準(zhǔn)基準(zhǔn)波長可調(diào)的共振光電探測器的共振波長；iii)將基準(zhǔn)波長可調(diào)的激光器所發(fā)射的激光的波長設(shè)定為預(yù)定值；和iv)設(shè)定基準(zhǔn)波長可調(diào)的共振光電探測器的共振波長，使其等于由基準(zhǔn)波長可調(diào)的激光器所發(fā)射的設(shè)定波長。
63.如權(quán)利要求62所述的方法，其中步驟a)進一步包括子步驟v)按照用于控制所發(fā)射激光的波長的控制參數(shù)的函數(shù)，校準(zhǔn)由數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的激光器所發(fā)射的光線的波長；vi)按照用于控制共振光電探測器的共振波長的控制參數(shù)的函數(shù)，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的共振光電探測器的共振波長；vii)將數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的激光器所發(fā)射的激光的波長設(shè)定為預(yù)定值；和viii)設(shè)定數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的共振光電探測器的共振波長，使其等于由數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的激光器所發(fā)射的設(shè)定波長。
64.如權(quán)利要求63所述的方法，其中對第一光電子器件陣列的所有數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的激光器執(zhí)行子步驟v)至viii)。
65.如權(quán)利要求63所述的方法，其中步驟a)進一步包括子步驟ix)將第一光電子器件陣列放置在第一位置；和x)將第二光電子器件陣列放置在第二位置。
66.如權(quán)利要求61所述的方法，其中步驟b)包括子步驟i)掃描基準(zhǔn)波長可調(diào)的共振光電探測器的共振波長，直到檢測到的信號達到最大值為止；和ii)變動基準(zhǔn)波長可調(diào)的共振光電探測器的共振波長，使得由基準(zhǔn)波長可調(diào)的共振光電探測器所檢測的信號具有最大值。
67.如權(quán)利要求66所述的方法，其中步驟b)進一步包括子步驟iii)變動數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的共振光電探測器的共振波長，使其變動與基準(zhǔn)波長可調(diào)的共振光電探測器已經(jīng)變動的相同的值。
68.如權(quán)利要求67所述的方法，其中對第二光電子器件陣列的所有數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的共振光電探測器執(zhí)行子步驟iii)。
69.一種波分多路復(fù)用系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)整方法，該波分多路復(fù)用系統(tǒng)包括至少兩個光電子器件陣列以及通信媒介，每個陣列位于不同的位置，其中第一光電子器件陣列位于第一位置，并包括多個數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的激光器；其中第二光電子器件陣列位于不同于第一位置的第二位置，并包括多個數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的共振光電探測器，其中數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的激光器和數(shù)據(jù)通信波長可調(diào)的共振光電探測器形成至少一個數(shù)據(jù)通信信道，其中在至少一個數(shù)據(jù)通信信道中傳輸?shù)男盘柊ɑ鶞?zhǔn)部分和數(shù)據(jù)通信部分，該方法包括以下步驟a)掃描在數(shù)據(jù)通信信道中工作的波長可調(diào)的共振光電探測器的共振波長，直到由波長可調(diào)的共振光電探測器所檢測的對應(yīng)于所述信號基準(zhǔn)部分的信號達到最大值為止；b)固定波長可調(diào)的共振光電探測器的共振波長；和c)在固定的共振波長檢測數(shù)據(jù)通信信號。
70.一種波分多路復(fù)用系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)整方法，該波分多路復(fù)用系統(tǒng)包括至少兩個光電子器件陣列以及通信媒介，每個陣列位于不同的位置，其中第一光電子器件陣列位于第一位置，并包括至少一個波長可調(diào)的激光器和至少一個波長可調(diào)的共振光電探測器；其中第二光電子器件陣列包括少一個波長可調(diào)的激光器和至少一個波長可調(diào)的共振光電探測器；以及至少一個對話數(shù)據(jù)通信信道，其中該對話數(shù)據(jù)通信信道包括在第一光電子器件陣列中的波長可調(diào)的激光器，在第一光電子器件陣列中的波長可調(diào)的共振光電探測器，在第二光電子器件陣列中的波長可調(diào)的激光器，和在第二光電子器件陣列中的波長可調(diào)的共振光電探測器；該方法包括以下步驟a)由第一光電子器件陣列中的波長可調(diào)的激光器在對話數(shù)據(jù)通信信道中發(fā)射第一信號；b)通過第二光電子器件陣列中的波長可調(diào)的共振光電探測器來檢測第一信號的強度；c)由第二光電子器件陣列中的波長可調(diào)的激光器在對話數(shù)據(jù)通信信道中發(fā)射第二信號，使得第二信號傳送關(guān)于第一信號的強度的信息；d)通過第一光電子器件陣列中的波長可調(diào)的共振光電探測器來檢測第二信號，使得檢測到關(guān)于第一信號的強度的信息；和e)調(diào)整第一光電子器件陣列中的波長可調(diào)的激光器的波長，直到第一信號的強度達到最大值為止。
全文摘要
公開了一種基于波長可調(diào)的激光器和波長可調(diào)的共振光電探測器的陣列的波分多路復(fù)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)⒉ㄩL可調(diào)的光電探測器的共振波長自調(diào)整到激光器所發(fā)射的激光的波長。因此不需要激光器的精確的波長穩(wěn)定性。
文檔編號H01S5/062GK1816995SQ200480019278
公開日2006年8月9日 申請日期2004年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月5日
發(fā)明者尼古拉·尼古拉耶維奇·列堅佐夫, 維塔里·A·舒金 申請人:尼古拉·尼古拉耶維奇·列堅佐夫