高速直調(diào)v型耦合腔可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高速直調(diào)V型耦合腔可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器。它包括半波耦合器、波長(zhǎng)參考FP諧振腔和波長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔；所述波長(zhǎng)參考FP諧振腔由短腔有源波導(dǎo)和短腔無(wú)源波導(dǎo)串接構(gòu)成，波長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔由長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)和長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)串接構(gòu)成；短腔有源波導(dǎo)與短腔無(wú)源波導(dǎo)的光學(xué)長(zhǎng)度比例等于長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)與長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)的光學(xué)長(zhǎng)度比例，這樣激光器在高速直接調(diào)制時(shí)，不會(huì)跳模。該激光器還可以進(jìn)一步包含在半波耦合器頂部增加的一段薄膜電阻來(lái)增大調(diào)諧范圍；包含腔外增加的兩段有源波導(dǎo)和深刻蝕槽來(lái)減小激光器閾值，并提供片上集成的光功率計(jì)。本發(fā)明可以覆蓋C波段甚至更大范圍的調(diào)諧，并對(duì)每個(gè)通信波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)10Gbps以上的直接調(diào)制性能。
【專利說(shuō)明】高速直調(diào)V型耦合腔可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光器，尤其涉及一種高速直調(diào)V型耦合腔可調(diào)諧半導(dǎo)體激光 器。
【背景技術(shù)】
[0002]高速直調(diào)的寬帶可調(diào)諧的半導(dǎo)體激光器在接入網(wǎng)和數(shù)據(jù)交換網(wǎng)中有著非常廣泛 的應(yīng)用。不僅可以用作備份光源，減少庫(kù)存成本，還可以用來(lái)設(shè)計(jì)更加智能的光網(wǎng)絡(luò)或者光 模塊。例如，可調(diào)諧激光器和波分復(fù)用器件一起可以實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)光上載下載復(fù)用器；可調(diào)諧 激光器還可以與半導(dǎo)體光放大器一起構(gòu)成波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器。
[0003]目前所提出的單片集成的大范圍可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器大多數(shù)都是基于光柵選模， 這些激光器由于需要制作光柵，工藝十分復(fù)雜，而且所需要的外延片面積也比較大，導(dǎo)致成 本很高，阻礙了很多應(yīng)用的推廣。例如，圖1為基于調(diào)制光柵Y型(MG-Y)可調(diào)諧半導(dǎo)體激 光器的結(jié)構(gòu)不意圖，被報(bào)道于"High-speed direct modulation of widely tunable MG-Y laser" , IEEE Photonics Technology Letters, 17 (6) (2005): 1157-1159.這種 MG-Y 可 調(diào)諧半導(dǎo)體激光器包含一個(gè)增益區(qū)，一個(gè)共同相位區(qū)，一個(gè)MMI耦合器，一個(gè)微分相位區(qū)以 及兩個(gè)光柵，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜；該激光器實(shí)現(xiàn)單模穩(wěn)定工作和波長(zhǎng)調(diào)諧需要調(diào)節(jié)共同相位區(qū)、 微分相位區(qū)和光柵上的注入電流，這種多電極協(xié)調(diào)的調(diào)諧算法十分復(fù)雜，不利于激光器驅(qū) 動(dòng)電路的設(shè)計(jì)和激光器高效批量化生產(chǎn)，而且高昂的成本阻止了應(yīng)用的推廣。
[0004]為了提供廉價(jià)的可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器，何建軍于2006年提出了一種基于V型腔結(jié) 構(gòu)的半導(dǎo)體激光器，公開于中國(guó)發(fā)明專利:"V型耦合腔波長(zhǎng)可切換半導(dǎo)體激光器"，專利 號(hào)ZL 200610154587.7。這種激光器可以實(shí)現(xiàn)約20多個(gè)信道，IOOGHz間隔的數(shù)字式切換，但 是由于該設(shè)計(jì)只在構(gòu)成V腔的兩個(gè)FP諧振腔中的一個(gè)FP諧振腔設(shè)置了一個(gè)無(wú)源調(diào)諧區(qū)， 激光器其余部分都為有源，雖然可以實(shí)現(xiàn)20多個(gè)信道的切換，激射電流閾值比較低，但是 高速直接調(diào)制的速度受到腔內(nèi)載流子濃度變化引起的波長(zhǎng)跳模的限制，因?yàn)樵诩す馄黢詈?器注入微波信號(hào)后，兩個(gè)FP諧振腔的載流子水平變化不一致，很容易發(fā)生激射模式跳變， 這樣極大程度的限制了該設(shè)計(jì)的應(yīng)用；而且該設(shè)計(jì)想擴(kuò)大調(diào)諧范圍覆蓋整個(gè)C波段或者更 大的范圍，將必須不斷增大有源區(qū)的電流以產(chǎn)生熱量來(lái)移動(dòng)增益譜，由于大電流的注入，將 會(huì)使激光的噪聲水平很高，線寬特性會(huì)惡化，不同信道間的功率差異也十分大，且對(duì)于激光 器的壽命也會(huì)產(chǎn)生明顯影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)【背景技術(shù)】的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高速直調(diào)V型耦合腔可調(diào)諧半 導(dǎo)體激光器，它可以容易的實(shí)現(xiàn)高速直接調(diào)制，同時(shí)又具有一個(gè)覆蓋整個(gè)C波段甚至更大 的波長(zhǎng)調(diào)諧范圍，并且可以集成光功率計(jì)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)片上功率監(jiān)測(cè)。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]技術(shù)方案1:[0008]本發(fā)明包括半波耦合器、波長(zhǎng)參考FP諧振腔和波長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔；其特征在于:所述波長(zhǎng)參考FP諧振腔由短腔有源波導(dǎo)和短腔無(wú)源波導(dǎo)串接構(gòu)成，波長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔由長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)和長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)串接構(gòu)成；短腔有源波導(dǎo)與短腔無(wú)源波導(dǎo)的光學(xué)長(zhǎng)度比例等于長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)與長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)的光學(xué)長(zhǎng)度比例；短腔有源波導(dǎo)和長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)上設(shè)置有調(diào)制信號(hào)電極，長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)上設(shè)置有波長(zhǎng)調(diào)諧電極。
[0009]所述短腔無(wú)源波導(dǎo)上設(shè)置有波長(zhǎng)微調(diào)電極。
[0010]所述短腔有源波導(dǎo)和長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)上設(shè)置有加熱薄膜電阻，加熱薄膜電阻在調(diào)制信號(hào)電極上方，加熱薄膜電阻和調(diào)制信號(hào)電極之間有一層電絕緣薄層；加熱薄膜電阻兩側(cè)分別設(shè)置有上熱空氣隔離槽和下熱空氣隔離槽。
[0011]技術(shù)方案2:
[0012]本發(fā)明包括半波耦合器、波長(zhǎng)參考FP諧振腔和波長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔；其特征在于:所述波長(zhǎng)參考FP諧振腔由短腔有源波導(dǎo)和短腔無(wú)源波導(dǎo)串接構(gòu)成，波長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔由長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)和長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)串接構(gòu)成；短腔有源波導(dǎo)與短腔無(wú)源波導(dǎo)的光學(xué)長(zhǎng)度比例等于長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)與長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)的光學(xué)長(zhǎng)度比例；短腔有源波導(dǎo)和長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)上設(shè)置有調(diào)制信號(hào)電極，長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)上設(shè)置有波長(zhǎng)調(diào)諧電極，短腔無(wú)源波導(dǎo)上設(shè)置有波長(zhǎng)微調(diào)電極；所述短腔無(wú)源波導(dǎo)通過(guò)短腔深刻蝕槽串接有短腔ro有源波導(dǎo)，短腔ro有源波導(dǎo)上設(shè)置有短腔ro電極；長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)通過(guò)長(zhǎng)腔深刻蝕槽串接有長(zhǎng)腔ro有源波導(dǎo)，長(zhǎng)腔ro有源波導(dǎo)上設(shè)置有長(zhǎng)腔ro電極。
[0013]所述短腔有源波導(dǎo)和長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)上設(shè)置有加熱薄膜電阻，加熱薄膜電阻在調(diào)制信號(hào)電極上方，加熱薄膜電阻和調(diào)制信號(hào)電極之間有一層電絕緣薄層；加熱薄膜電阻兩側(cè)分別設(shè)置有上熱空氣隔離槽和下熱空氣隔離槽。
[0014]本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比，具有的有益效果是:
[0015]I)本發(fā)明無(wú)需制作光柵，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，成品率高。
[0016]2)本發(fā)明無(wú)需多電極協(xié)同調(diào)諧，調(diào)諧算法簡(jiǎn)單。
[0017]3)本發(fā)明兩個(gè)FP諧振腔采用對(duì)稱型設(shè)計(jì)，都設(shè)置有無(wú)源段，大于或等于IOGbps速率的高速直調(diào)時(shí)不會(huì)跳模，容易實(shí)現(xiàn)所有信道的高速直接調(diào)制。
[0018]4)本發(fā)明采用加熱薄膜電阻在半波耦合器區(qū)域來(lái)產(chǎn)生熱以移動(dòng)增益譜，實(shí)現(xiàn)整個(gè)C波段甚至更大的波長(zhǎng)調(diào)諧范圍，卻不會(huì)影響激光器的線寬特性、出射功率均衡性、噪聲特性以及工作壽命。
[0019]5)本發(fā)明提供了片上集成光功率計(jì)，減少了封裝成本，增加了模塊穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為【背景技術(shù)】中基于調(diào)制光柵Y型(MG-Y)可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明第I個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是第I個(gè)實(shí)施例中輸出功率和調(diào)制信號(hào)電極注入電流之間的功率-電流曲線。
[0023]圖4是第I個(gè)實(shí)施例中改變波長(zhǎng)調(diào)諧電極注入電流得到的靜態(tài)調(diào)諧特性圖。
[0024]圖5是第I個(gè)實(shí)施例中快速改變波長(zhǎng)調(diào)諧電極注入電流得到的波長(zhǎng)切換瞬時(shí)響應(yīng)圖。[0025]圖6是第I個(gè)實(shí)施例中進(jìn)行IOGbps直接調(diào)制的眼圖。
[0026]圖7是本發(fā)明第2個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖8是本發(fā)明第3個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖9是本發(fā)明第4個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中:1、半波耦合器，2、波長(zhǎng)參考FP諧振腔，3、波長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔，101、短腔 有源波導(dǎo)，102、長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)，103、短腔無(wú)源波導(dǎo)，104、長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)，105、短腔TO有源 波導(dǎo)，106、長(zhǎng)腔ro有源波導(dǎo)，111、深刻蝕面，112、上熱空氣隔離槽，113、下熱空氣隔離槽， 114、短腔深刻蝕槽，115、長(zhǎng)腔深刻蝕槽，121、調(diào)制信號(hào)電極，122、波長(zhǎng)微調(diào)電極，123、波長(zhǎng) 調(diào)諧電極，124、短腔電極，125、長(zhǎng)腔電極，131、加熱薄膜電阻。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031]如圖2所示，是本發(fā)明高速直調(diào)V型耦合腔可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的第I個(gè)實(shí)施例。 本發(fā)明包括半波耦合器1、波長(zhǎng)參考FP諧振腔和波長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔；所述波長(zhǎng)參考FP諧 振腔2由短腔有源波導(dǎo)101和短腔無(wú)源波導(dǎo)103串接構(gòu)成，波長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔3由長(zhǎng)腔有 源波導(dǎo)102和長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)104串接構(gòu)成；短腔有源波導(dǎo)101與短腔無(wú)源波導(dǎo)103的光學(xué) 長(zhǎng)度比例等于長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)102與長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)104的光學(xué)長(zhǎng)度比例；短腔有源波導(dǎo)101 和長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)102上設(shè)置有調(diào)制信號(hào)電極121，長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)104上設(shè)置有波長(zhǎng)調(diào)諧電極 123。
[0032]所述短腔無(wú)源波導(dǎo)103上設(shè)置有波長(zhǎng)微調(diào)電極122。
[0033]無(wú)源波導(dǎo)可以通過(guò)偏置量子阱技術(shù)或者量子阱混雜等能帶技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
[0034]激光器工作時(shí)，調(diào)制信號(hào)電極121上注入帶調(diào)制信號(hào)的電流，提供隨信號(hào)變化的 增益，還可以通過(guò)偏置電流提供一定范圍內(nèi)的相位調(diào)整；改變波長(zhǎng)調(diào)諧電極123的注入電 流可以實(shí)現(xiàn)快速波長(zhǎng)調(diào)諧。對(duì)于整個(gè)激光器而言，調(diào)制信號(hào)電極121和波長(zhǎng)調(diào)諧電極123 一起工作就可以保證激光器的正常工作了 ；當(dāng)然增加波長(zhǎng)微調(diào)電極122可以增加激光器波 長(zhǎng)調(diào)諧的靈活性，通過(guò)波長(zhǎng)微調(diào)電極122注入電流也可以切換波長(zhǎng)，不過(guò)方向與通過(guò)波長(zhǎng) 調(diào)諧電極123來(lái)調(diào)諧相比，切換方向是反方向的，另外，波長(zhǎng)微調(diào)電極122與波長(zhǎng)調(diào)諧電極 123協(xié)調(diào)調(diào)諧時(shí)可以提供相位調(diào)整，用來(lái)實(shí)現(xiàn)小范圍的波長(zhǎng)連續(xù)微調(diào)。
[0035]如圖3所示，是第I個(gè)實(shí)施例中輸出功率和調(diào)制信號(hào)電極注入電流之間的功 率-電流曲線，該曲線是波長(zhǎng)微調(diào)電極122和波長(zhǎng)微調(diào)電極122都偏置在18mA時(shí)計(jì)算得到。 可以看出激光器的激射閾值電流為35mA，調(diào)制信號(hào)電極121注入電流為IOOmA時(shí)，輸出功率 約為9.5mW，性能比較理想，滿足了大多數(shù)情況下的要求。如圖4所示，是第I個(gè)實(shí)施例中 改變波長(zhǎng)調(diào)諧電極注入電流得到的靜態(tài)調(diào)諧特性圖，該曲線是在波長(zhǎng)參考FP諧振腔2和波 長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔I分別為420 y m和440 u m,調(diào)制信號(hào)電極121和波長(zhǎng)微調(diào)電極122分別 偏置在IOOmA和18mA時(shí)計(jì)算得到，可以看到21個(gè)信道切換可以實(shí)現(xiàn)，而且電流變化范圍僅 僅為9mA到24mA，調(diào)諧效率很高。
[0036]如圖5所示，是第I個(gè)實(shí)施例中快速改變波長(zhǎng)調(diào)諧電極注入電流得到的波長(zhǎng)切換 瞬時(shí)響應(yīng)圖。由于是采用的無(wú)源波導(dǎo)利用載流子注入效應(yīng)來(lái)進(jìn)行調(diào)諧，波長(zhǎng)切換速率非常 快，由圖中可以看到在低于8ns的情況下，激射波長(zhǎng)就可以穩(wěn)定切換到對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)。[0037]對(duì)于直接調(diào)制，無(wú)論載流子濃度如何變化，只有在滿足:
/7p Zjp /Zot L/^/ * \
[0038]=(I)
Lu L21
[0039]時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)無(wú)跳模工作。其中Ln、L12、L21和、L22分別為短腔有源波導(dǎo)101、短腔無(wú)源波導(dǎo)103、長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)102和長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)104的長(zhǎng)度，n12和n22分別是短腔無(wú)源波導(dǎo)103和長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)104對(duì)應(yīng)的折射率，只要n12和n22不隨調(diào)制信號(hào)變化而變化即可實(shí)現(xiàn)無(wú)跳模直接調(diào)制。
[0040]載流子濃度由:I \ [j
[0041 ]—-AN-BN2-OVr' -2gv,.P(2)
dt de°
[0042]描述，其中N為載流子濃度，J為注入電流密度，d為有源區(qū)厚度，e為電子電量，A、 B和C分別為非輻射復(fù)合系數(shù)、雙分子復(fù)合系數(shù)和俄歇復(fù)合系數(shù)，g為增益系數(shù)，Vg為群速度，P為光功率。對(duì)于有源波導(dǎo)而言，如果光功率發(fā)生變化，式(2)中2gvgP這一項(xiàng)將會(huì)明顯影響載流子濃度；但是對(duì)于無(wú)源波導(dǎo)，由于增益系數(shù)g幾乎為零，2gvgP這一項(xiàng)對(duì)載流子濃度的影響可以忽略。
[0043]對(duì)于高速直接調(diào)制而言，中國(guó)發(fā)明專利:"V型耦合腔波長(zhǎng)可切換半導(dǎo)體激光器"(專利號(hào)ZL 200610154587.7)的直接調(diào)制速率受到限制，這是由于它的設(shè)計(jì)中兩個(gè)FP 諧振腔不對(duì)稱，其中波長(zhǎng)參考FP諧振腔2是全有源的，這樣耦合區(qū)調(diào)制電流在變化時(shí)，由于光功率實(shí)時(shí)變化，受式⑵中2gvgP的影響，參考FP諧振腔2中并非只有耦合器部分的載流子濃度在變化，而是所有區(qū)域的的載流子濃度都在變化；但是波長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔3中只有長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)102中的載流子濃度在變化，長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)104中的載流子濃度卻不受影響。 由于波導(dǎo)的折射率隨載流子濃度變化，這樣式(I)就沒法滿足，故直接調(diào)制可能造成跳模。
[0044]但是對(duì)于本發(fā)明提出的設(shè)計(jì)方案，波長(zhǎng)參考FP諧振腔2由短腔有源波導(dǎo)101和短腔無(wú)源波導(dǎo)103構(gòu)成，波長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔3由長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)102和長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)104構(gòu)成。這樣調(diào)制信號(hào)電極121上注入大信號(hào)的RF信號(hào)時(shí)，短腔無(wú)源波導(dǎo)103和長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo) 104中的載流子濃度不會(huì)隨光功率發(fā)生變化，而且由于短腔有源波導(dǎo)與短腔無(wú)源波導(dǎo)的光學(xué)長(zhǎng)度比例等于長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)與長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)的光學(xué)長(zhǎng)度比例，這樣(I)式可以一直被滿足，使得兩諧振腔的諧振模波長(zhǎng)隨有源波導(dǎo)中的載流子濃度變化同步移動(dòng)，不會(huì)跳模，可以實(shí)現(xiàn)高速直接調(diào)制。
[0045]如圖6所示，是第I個(gè)實(shí)施例中進(jìn)行IOGbps直接調(diào)制的眼圖，消光比達(dá)到了 8dB， 可以滿足接入網(wǎng)以及一些互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的要求。另外，我們可以通過(guò)優(yōu)化電極設(shè)計(jì)和波導(dǎo)的寬度，可以實(shí)現(xiàn)更高的直接調(diào)制速率。
[0046]如圖7所示，是本發(fā)明高速直調(diào)V型耦合腔可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的第2個(gè)實(shí)施例。 所述短腔有源波導(dǎo)101和長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)102上設(shè)置有加熱薄膜電阻131，加熱薄膜電阻131 在調(diào)制信號(hào)電極121上方，加熱薄膜電阻131和調(diào)制信號(hào)電極121之間有一層電絕緣薄層進(jìn)行隔離；加熱薄膜電阻131兩側(cè)分別設(shè)置有上熱空氣隔離槽112和下熱空氣隔離槽113 對(duì)熱進(jìn)行限制。
[0047]本發(fā)明與第I個(gè)實(shí)施例的差別在于本發(fā)明在第I個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上增加了加熱薄膜電阻131、上熱空氣隔離槽112和下熱空氣隔離槽113。[0048]可以通過(guò)加熱薄膜電阻131加熱半波耦合器I區(qū)域的有源波導(dǎo)，這樣增益材料的增益譜會(huì)紅移；半波耦合器I的最佳耦合條件也會(huì)紅移，如此該設(shè)計(jì)可以取得更大范圍的調(diào)諧范圍，并不會(huì)對(duì)噪聲和線寬產(chǎn)生影響，而且可以兼得實(shí)施方案I中所有的特性。
[0049]這種熱調(diào)諧加電調(diào)諧的設(shè)計(jì)無(wú)法在所有信道間實(shí)現(xiàn)快速調(diào)諧，但是可以在每個(gè)自由光譜范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)快速調(diào)諧，這足以滿足一些應(yīng)用的要求。
[0050]如圖8所示，是本發(fā)明高速直調(diào)V型耦合腔可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的第3個(gè)實(shí)施例。本發(fā)明包括半波耦合器1、波長(zhǎng)參考FP諧振腔和波長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔；所述波長(zhǎng)參考FP諧振腔2由短腔有源波導(dǎo)101和短腔無(wú)源波導(dǎo)103串接構(gòu)成，波長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔3由長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)102和長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)104串接構(gòu)成；短腔有源波導(dǎo)101與短腔無(wú)源波導(dǎo)103的光學(xué)長(zhǎng)度比例等于長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)102與長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)104的光學(xué)長(zhǎng)度比例；短腔有源波導(dǎo)101和長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)102上設(shè)置有調(diào)制信號(hào)電極121，長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)104上設(shè)置有波長(zhǎng)調(diào)諧電極123，短腔無(wú)源波導(dǎo)103上設(shè)置有波長(zhǎng)微調(diào)電極122 ;所述短腔無(wú)源波導(dǎo)103通過(guò)短腔深刻蝕槽114串接有短腔ro有源波導(dǎo)105，短腔ro有源波導(dǎo)105上設(shè)置有短腔ro電極124 ;長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)104通過(guò)長(zhǎng)腔深刻蝕槽115串接有長(zhǎng)腔ro有源波導(dǎo)106，長(zhǎng)腔ro有源波導(dǎo)106上設(shè)置有長(zhǎng)腔ro電極125。
[0051]本發(fā)明與第I個(gè)實(shí)施例的差別在于本發(fā)明在第I個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上增加短腔ro有源波導(dǎo)105和長(zhǎng)腔ro有源波導(dǎo)106，這兩段波導(dǎo)可以用來(lái)作為激光器的光功率計(jì)，這樣可以簡(jiǎn)化封裝工藝；短腔ro電極124和長(zhǎng)腔ro電極125也可以合為一個(gè)電極；另外短腔深刻蝕槽114和長(zhǎng)腔深刻蝕槽115替代了第I個(gè)實(shí)施例中的深刻蝕面111，可以更大的反射率，讓整個(gè)激光器的閾值更低。
[0052]第3個(gè)實(shí)施例的制作工藝與第I個(gè)實(shí)施例的加工工藝一樣，區(qū)別是為了實(shí)現(xiàn)更多的功能，第3個(gè)實(shí)施例占用了更多的外延片面積。
[0053]如圖9所示，是本發(fā)明高速直調(diào)V型耦合腔可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的第4個(gè)實(shí)施例。所述短腔有源波導(dǎo)101和長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)102上設(shè)置有加熱薄膜電阻131，加熱薄膜電阻131在調(diào)制信號(hào)電極121上方，加熱薄膜電阻131和調(diào)制信號(hào)電極121之間有一層電絕緣薄層進(jìn)行隔離；加熱薄膜電阻131兩側(cè)分別設(shè)置有上熱空氣隔離槽112和下熱空氣隔離槽113對(duì)熱進(jìn)行限制。
[0054]本發(fā)明與第3個(gè)實(shí)施例的差別在于本發(fā)明在第3個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上增加了加熱薄膜電阻131、上熱空氣隔離槽112和下熱空氣隔離槽113。其中加熱薄膜電阻131設(shè)置在短腔有源波導(dǎo)101和長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)102上，加熱薄膜電阻131和調(diào)制信號(hào)電極121之間有一層電絕緣薄層進(jìn)行隔離；加熱薄膜電阻131兩側(cè)設(shè)置有上熱空氣隔離槽112和下熱空氣隔離槽113對(duì)熱進(jìn)行限制。
[0055]與第2個(gè)實(shí)施例一樣，本實(shí)施例可以通過(guò)加熱薄膜電阻131加熱來(lái)取得更大范圍的調(diào)諧范圍，并不會(huì)對(duì)噪聲和線寬產(chǎn)生影響，而且可以兼得實(shí)施方案3中所有的特性。
【權(quán)利要求】
1.一種高速直調(diào)V型耦合腔可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器，包括半波耦合器(I)、波長(zhǎng)參考FP諧振腔和波長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔；其特征在于:所述波長(zhǎng)參考FP諧振腔(2)由短腔有源波導(dǎo)(101)和短腔無(wú)源波導(dǎo)(103)串接構(gòu)成，波長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔(3)由長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)(102)和長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)(104)串接構(gòu)成；短腔有源波導(dǎo)(101)與短腔無(wú)源波導(dǎo)(103)的光學(xué)長(zhǎng)度比例等于長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)(102)與長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)(104)的光學(xué)長(zhǎng)度比例；短腔有源波導(dǎo)(101)和長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)(102)上設(shè)置有調(diào)制信號(hào)電極(121 )，長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)(104)上設(shè)置有波長(zhǎng)調(diào)諧電極(123)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速直調(diào)V型耦合腔可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器，其特征在于:所述短腔無(wú)源波導(dǎo)(103)上設(shè)置有波長(zhǎng)微調(diào)電極(122)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高速直調(diào)V型耦合腔可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器，其特征在于:所述短腔有源波導(dǎo)(101)和長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)(102)上設(shè)置有加熱薄膜電阻(131)，加熱薄膜電阻(131)在調(diào)制信號(hào)電極(121)上方，加熱薄膜電阻(131)和調(diào)制信號(hào)電極(121)之間有一層電絕緣薄層；加熱薄膜電阻(131)兩側(cè)分別設(shè)置有上熱空氣隔離槽(112)和下熱空氣隔離槽(113)。
4.一種高速直調(diào)V型耦合腔可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器，包括半波耦合器(I)、波長(zhǎng)參考FP諧振腔和波長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔；其特征在于:所述波長(zhǎng)參考FP諧振腔(2)由短腔有源波導(dǎo)(101)和短腔無(wú)源波導(dǎo)(103)串接構(gòu)成，波長(zhǎng)調(diào)諧FP諧振腔(3)由長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)(102)和長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)(104)串接構(gòu)成；短腔有源波導(dǎo)(101)與短腔無(wú)源波導(dǎo)(103)的光學(xué)長(zhǎng)度比例等于長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)(102)與長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)(104)的光學(xué)長(zhǎng)度比例；短腔有源波導(dǎo)(101)和長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)(102)上設(shè)置有調(diào)制信號(hào)電極(121 )，長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)(104)上設(shè)置有波長(zhǎng)調(diào)諧電極(123)，短腔無(wú)源波導(dǎo)(103)上設(shè)置有波長(zhǎng)微調(diào)電極(122);所述短腔無(wú)源波導(dǎo)(103)通過(guò)短腔深刻蝕槽(114)串接有短腔ro有源波導(dǎo)(105)，短腔ro有源波導(dǎo)(105)上設(shè)置有短腔ro電極(124);長(zhǎng)腔無(wú)源波導(dǎo)(104)通過(guò)長(zhǎng)腔深刻蝕槽(115)串接有長(zhǎng)腔H)有源波導(dǎo)(106)，長(zhǎng)腔ro有源波導(dǎo)(106)上設(shè)置有長(zhǎng)腔ro電極(125)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高速直調(diào)V型耦合腔可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器，其特征在于:所述短腔有源波導(dǎo)(101)和長(zhǎng)腔有源波導(dǎo)(102)上設(shè)置有加熱薄膜電阻(131)，加熱薄膜電阻(131)在調(diào)制信號(hào)電極(121)上方，加熱薄膜電阻(131)和調(diào)制信號(hào)電極(121)之間有一層電絕緣薄層；加熱薄膜電阻(131)兩側(cè)分別設(shè)置有上熱空氣隔離槽(112)和下熱空氣隔離槽(113)。
【文檔編號(hào)】H01S5/14GK103579900SQ201310545457
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】武林, 鄧浩瑜, 孟劍俊, 何建軍 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)