本發(fā)明涉及一種激光器，具體地涉及用在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的激光器。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種外腔激光器(ecl)及制造這種激光器的方法。

背景技術(shù)：

未來(lái)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，范圍從高性能計(jì)算機(jī)到光纖到戶，將依靠成本效益高、功率高效的光學(xué)收發(fā)機(jī)來(lái)阻止急劇的能量消耗。在ibm最新的超級(jí)計(jì)算機(jī)power775中，使用一共668,000個(gè)vcsel/光纖，每個(gè)都承載相同的波長(zhǎng)。在下一代，所需信道的數(shù)量預(yù)計(jì)將增加近兩個(gè)量級(jí)，而每比特消耗的能量應(yīng)減少一個(gè)數(shù)量級(jí)。在所消耗的物理空間和光纖成本基礎(chǔ)限制的情況下，這在vcsel和多模光纖的框架中是難以想象的。

光源被認(rèn)為是數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中的主要問題。目前相對(duì)成功的基于vcsel的方法主要受制于其效率。將來(lái)，預(yù)期數(shù)據(jù)通信將必須使用密集波分復(fù)用(wdm)。vcsel的一個(gè)問題是，由于波長(zhǎng)控制不良和將多個(gè)vcsel耦合到單個(gè)多模光纖的困難，它們與wdm很大程度上不兼容。

存在實(shí)現(xiàn)窄線寬單模半導(dǎo)體激光器的多個(gè)方式。存在兩大組，單片半導(dǎo)體激光器和外腔激光器。兩者都使用頻率穩(wěn)定來(lái)在操作條件范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)單模輸出。光增益元件位于高反射率鏡之間，通常是增益元件的經(jīng)涂覆的背刻面和頻率選擇組件之間。波長(zhǎng)選擇性通常由分布布拉格反射器(dbr)提供。在單片器件中，這采用有源層的波紋形式，其產(chǎn)生光柵。在外腔器件中，光柵可以在光纖中實(shí)現(xiàn)，從而產(chǎn)生光纖光柵激光器，或在硅波導(dǎo)中實(shí)現(xiàn)。

已知激光器的困難在于需要調(diào)制激光器輸出以便發(fā)送數(shù)據(jù)。增益的調(diào)制是一個(gè)選項(xiàng)，但馳豫振蕩導(dǎo)致高啁啾輸出，并且?guī)捰邢?。外部調(diào)制器用在高帶寬應(yīng)用中。然而，這些部件的集成是復(fù)雜的，并且分立的組件在穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上是不期望的。此外，難以實(shí)現(xiàn)具有顯著電容(皮法)的組件的功率高效的高速調(diào)諧。還必須提供復(fù)用。在單片系統(tǒng)中，這可以由iii-v族半導(dǎo)體陣列波導(dǎo)光柵提供，但是iii-v族的高熱光系數(shù)提供差的熱穩(wěn)定性。此外，光學(xué)傳播損耗和材料損耗是高的。平面光波回路提供高性能復(fù)用。然而，這些是使組裝復(fù)雜的分立組件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種激光器，包括：波長(zhǎng)選擇元件，其具有垂直耦合到諸如光子晶體諧振器之類的至少一個(gè)諧振器的波導(dǎo)，所述波導(dǎo)和所述諧振器被布置成提供在所述諧振器的至少一個(gè)模式和所述波導(dǎo)的至少一個(gè)模式之間的波矢匹配；光學(xué)增益介質(zhì)，例如半導(dǎo)體光放大器，用于產(chǎn)生用于耦合到所述波導(dǎo)中的光，以及在增益介質(zhì)的端部處的反射器，所述反射器和所述諧振器限定了激光腔。

在使用中，由半導(dǎo)體光放大器產(chǎn)生的光耦合到所述波導(dǎo)中。這是許多不同波長(zhǎng)的寬帶光。與諧振器的諧振波長(zhǎng)相同波長(zhǎng)的光耦合到所述諧振器中。這種光中的一些被反射回反射器，一些被輸出。由激光器輸出的光的波長(zhǎng)由諧振器的諧振波長(zhǎng)確定。

本發(fā)明提供了一種基于光子晶體器件和增益芯片的外腔激光器，其提供具有小占地面積和低功率操作的可調(diào)窄線寬發(fā)射。光子晶體器件包括位于光子晶體諧振器正上方的大模場(chǎng)面積波導(dǎo)。增益芯片的背刻面可以具有高反射率涂層，并且前刻面具有抗反射涂層。增益芯片的前刻面與光子晶體芯片上的波導(dǎo)耦合。在諧振時(shí)，光子晶體諧振器提供具有非常窄線寬的反射，而沒有旁瓣[physicalreviewe62,7389-7404(2000)]，從而建立了激光器諧振器并提供對(duì)激射波長(zhǎng)的控制。可以高速地調(diào)諧光子晶體反射器的諧振波長(zhǎng)，并且利用合適的參數(shù)選擇，可以實(shí)現(xiàn)直接頻率調(diào)制激光器。大模場(chǎng)面積波導(dǎo)為復(fù)用和其他高級(jí)功能提供了平臺(tái)[laserandphotonicsreviews7，506-538(2013)]。

至少一個(gè)諧振器可以是具有與波導(dǎo)na的折射率不同折射率的材料。至少一個(gè)諧振器可以在折射率nb的層中。該器件還可以包括折射率nc的阻擋層，其中nc<na和nc<nb，以及折射率nd<nb的下包層；其中所述諧振器層在所述阻擋層和所述下包層之間，并且所述波導(dǎo)在阻擋層的頂部上并與至少一個(gè)諧振器對(duì)準(zhǔn)。

所述波導(dǎo)可以承載單?；虿▽?dǎo)可以是多模的。

至少一個(gè)諧振器可以承載多種模式，其中至少一個(gè)腔體模式與至少一個(gè)傳播通過波導(dǎo)的模式在空間上重疊，從而允許從波導(dǎo)到諧振器的光耦合。

激光器可以具有n個(gè)波長(zhǎng)特定的諧振器，其中n大于1，以便可操作以輸出n個(gè)不同的波長(zhǎng)。波導(dǎo)可以是玻璃、triplex或hydex波導(dǎo)，或聚合物波導(dǎo)或由氮氧化硅、氮化硅制成的波導(dǎo)或電介質(zhì)波導(dǎo)。

諧振器可以是光子晶體，其具有孔的網(wǎng)絡(luò)，形成由一組參數(shù)限定的規(guī)則晶格，并且其中所述參數(shù)被選擇以提供在所述諧振器的至少一個(gè)模式和所述波導(dǎo)的至少一個(gè)模式之間的波矢匹配。。光子晶體可以由硅或氮化硅或iii-v族半導(dǎo)體材料如磷化銦、砷化鎵、氮化鎵或磷化銦鎵制成。調(diào)制器可以與每個(gè)諧振器相關(guān)聯(lián)。調(diào)制器可以可操作以改變其相關(guān)聯(lián)諧振器的諧振波長(zhǎng)。

至少一個(gè)諧振器可以具有可變輸出。例如，至少一個(gè)諧振器可以嵌入在形成諧振器調(diào)制器的pin或pn結(jié)(包括p型和n型摻雜區(qū))中。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將參考附圖，以僅作為示例的方式對(duì)本發(fā)明的各種方面進(jìn)行描述，其中：

圖1(a)是圍繞窄線寬光子晶體反射器和半導(dǎo)體光放大器構(gòu)建的激光器的示意圖；

圖1(b)是通過圖1(a)的激光器的橫截面；

圖1(c)是圖(a)的激光器的示意圖，但是具有允許調(diào)制激光器輸出波長(zhǎng)的調(diào)制器；

圖2示出了針對(duì)各種不同光子晶體孔位置的歸一化光譜功率相對(duì)于諧振波長(zhǎng)；

圖3是針對(duì)光子晶體激光器的強(qiáng)度相對(duì)于波長(zhǎng)的圖；

圖4(a)是示出由均具有不同諧振波長(zhǎng)的三個(gè)腔組成的多波長(zhǎng)激光源的示意圖；

圖4(b)是通過圖4(a)的激光器的橫截面；

圖5是針對(duì)圖4的激光器的光子晶體反射率相對(duì)于入射功率的曲線；

圖6(a)示出了具有不同長(zhǎng)度的臂的不對(duì)稱mzi；

圖6(b)是作為mzi臂之間長(zhǎng)度差的函數(shù)的在兩個(gè)不同波長(zhǎng)處的傳輸曲線，；

圖7是示出圍繞反射半導(dǎo)體光放大器和窄線寬光子晶體反射器構(gòu)建的另一激光器的示意圖，以及

圖8是已經(jīng)使用倒裝芯片技術(shù)組裝的基于窄線寬光子晶體反射器和半導(dǎo)體光放大器的激光器的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1(a)和(b)示出了具有增益部分的波長(zhǎng)選擇組件的激光器，其組合以形成外腔激光器。波長(zhǎng)選擇元件具有材料折射率為na的波導(dǎo)3，其可以具有與光子晶體諧振器2集成并且位于光子晶體諧振器2正上方的大模式面積。波導(dǎo)和光子晶體諧振器中的模式是垂直耦合和重疊的。增益部分具有產(chǎn)生相對(duì)寬帶的光(例如具有50-100nm的帶寬)的電泵浦半導(dǎo)體光放大器1，所述相對(duì)寬帶的光使用例如對(duì)接耦合直接耦合到波長(zhǎng)選擇組件的波導(dǎo)中。反射器6被設(shè)置在半導(dǎo)體光放大器1的后表面上。可選地，在半導(dǎo)體光放大器1的前表面上設(shè)置抗反射層。反射器6和光子晶體諧振器2限定了外部激光腔。

光子晶體諧振器2在折射率nb的材料中，其被布置在折射率nc的阻擋層4和折射率nd的包層電介質(zhì)層5之間。包層5在襯底層7上，其具有折射率ne。在大多數(shù)情況下，所使用的材料為nb>1.8。而且，在實(shí)踐中nb不等于na。通常，阻擋層為100-200nm厚。在一些情況下，可以在波導(dǎo)和光子晶體諧振器之間設(shè)置間隙，在這種情況下，阻擋層通常將包括空氣。

光子晶體諧振器2由光子晶體中的結(jié)構(gòu)缺陷或腔體創(chuàng)建，該光子晶體形成局部于缺陷區(qū)的光學(xué)模式。腔體模式的模式體積足夠小以產(chǎn)生寬的波矢分布，導(dǎo)致與波導(dǎo)增加的耦合。特別地，腔體的模式體積小于十個(gè)立方波長(zhǎng)(cubicwavelength)，其中波長(zhǎng)是腔體的諧振波長(zhǎng)。諧振器具有唯一的諧振波長(zhǎng)。只有諧振頻率處的波導(dǎo)模式耦合到腔體。

波導(dǎo)3沿著光子晶體的縱向軸線延伸并且被放置在阻擋層的頂部上，以便與諧振器2垂直對(duì)準(zhǔn)。阻擋層5的厚度分布可以變化以促進(jìn)或抑制在該器件不同部分中的波導(dǎo)和缺陷腔之間的耦合。選擇折射率na、nb、nc和nd的相對(duì)值以促進(jìn)通過波導(dǎo)3傳播的至少一個(gè)模式與通過諧振腔傳播的模式之間的垂直漸逝耦合。當(dāng)滿足以下條件時(shí)，通常會(huì)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)：

{nc＜na，nc＜nb，nb≠na，nd＜nb，nd＜na}

在使用中，由半導(dǎo)體光學(xué)放大器1產(chǎn)生的光至少部分地被光子晶體諧振器2反射。激射波長(zhǎng)由光子晶體諧振器2的波長(zhǎng)設(shè)定。當(dāng)入射光與光子晶體腔諧振時(shí)，一部分耦合到腔體中并經(jīng)歷π/2相移。當(dāng)這從腔體耦合時(shí)，它經(jīng)歷附加的π/2相移。在前向方向上，來(lái)自腔體的一些光破壞性地干擾由波導(dǎo)攜帶的前向傳播光的一部分，并且一些前向傳播。在向后的方向上，耦合到腔體外的光向激光腔/諧振器提供反饋。這導(dǎo)致光子晶體腔的諧振波長(zhǎng)處的光在激光腔中成為主導(dǎo)。因此，從激光器輸出的光的波長(zhǎng)由光子晶體腔的諧振波長(zhǎng)確定。光子晶體諧振器發(fā)射入射光的一部分?？梢酝ㄟ^光子晶體諧振器和波導(dǎo)的合適設(shè)計(jì)來(lái)控制發(fā)射和反射光的水平。

光子晶體諧振器具有小的模式尺寸。因此，它具有允許與波導(dǎo)相位匹配的擴(kuò)展波矢空間，波導(dǎo)通常由低模態(tài)指數(shù)聚合物制成。在諧振時(shí)，光耦合在光子晶體諧振器中，并在相反的方向上向外耦合(out-coupled)。可以利用波導(dǎo)-諧振器系統(tǒng)和理想激光反射鏡的合適設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)在10-90％范圍內(nèi)和0.1nm線寬或更好的反射率。

如上所述，光子晶體反射器控制激光波長(zhǎng)。在實(shí)踐中，波長(zhǎng)由晶體中的孔的位置限定。位置的小變化可能導(dǎo)致諧振波長(zhǎng)的顯著變化，以及因此激射波長(zhǎng)的顯著變化。圖2示出了作為孔位置的函數(shù)的諧振波長(zhǎng)。

本發(fā)明的激光器使用光子晶體反射器。這相對(duì)于分布式布拉格反射器具有許多優(yōu)點(diǎn)。反射光譜不展現(xiàn)出dbr典型的旁瓣，從而實(shí)現(xiàn)高邊模抑制比的激射。在添加單個(gè)縱向模式的選擇的情況下，線寬也窄得多(<0.1nm)。這在圖3中示出。使用光子晶體反射器是實(shí)現(xiàn)激射波長(zhǎng)精確控制的更便宜的手段，因?yàn)榧ど洳ㄩL(zhǎng)僅由光子晶體腔限定，并且與用于提供增益的材料無(wú)關(guān)。相比之下，對(duì)于dfb或dbr激光器，相同的材料系統(tǒng)(通常為iii-v半導(dǎo)體)針對(duì)增益和反射器兩者使得精確控制更加困難。

圖1(a)和(b)的激光器可以適于實(shí)現(xiàn)經(jīng)調(diào)制激光器，例如頻率調(diào)制激光器。這可以通過將諸如pin或pn二極管的調(diào)諧元件與(一個(gè)或多個(gè))光子晶體諧振器組合來(lái)完成。激射波長(zhǎng)將跟蹤光子晶體腔的諧振波長(zhǎng)，所述光子晶體腔提供其波長(zhǎng)隨時(shí)間變化的激光器。作為示例，諧振器可以嵌入在光子晶體板的p摻雜區(qū)10和n摻雜區(qū)11之間以形成諧振器調(diào)制器，如圖1(c)所示?？梢苑謩e通過改變施加到相關(guān)聯(lián)的p和n摻雜區(qū)10和11的電壓來(lái)單獨(dú)地控制諧振波長(zhǎng)。

圖4(a)和(b)示出了具有多個(gè)具有片外增益部分的波長(zhǎng)選擇組件的激光器，其組合以制成多個(gè)外部激光腔。在這種情況下，波長(zhǎng)選擇器的基本層結(jié)構(gòu)與圖1相同。然而，多個(gè)光子晶體諧振器被串聯(lián)設(shè)置，每個(gè)光子晶體諧振器垂直耦合到波導(dǎo)。每個(gè)諧振器被布置成具有不同的諧振波長(zhǎng)。芯片外增益部分具有反射半導(dǎo)體光放大器，其一端具有寬帶(100nm+)反射器。多個(gè)光子晶體諧振器和反射鏡組合以制成多個(gè)外部激光腔。在每個(gè)腔內(nèi)，不同波長(zhǎng)的光循環(huán)，波長(zhǎng)由光子晶體諧振器限定。

盡管未示出，但是應(yīng)當(dāng)理解，圖4的每個(gè)光子晶體諧振器可以與調(diào)制器相關(guān)聯(lián)，使得其輸出可被調(diào)制。例如，每個(gè)都可以具有參考圖1(c)描述的p和n摻雜區(qū)。可以通過改變施加到相關(guān)聯(lián)的p和n摻雜區(qū)的電壓來(lái)單獨(dú)地控制諧振波長(zhǎng)。每個(gè)光子晶體諧振器可以單獨(dú)地或一起控制。

圖4的激光器具有可以同時(shí)提供多個(gè)不同波長(zhǎng)的光輸出，同時(shí)保持穩(wěn)定的連續(xù)波操作。由于光子晶體反射器的性質(zhì)和腔體-波導(dǎo)垂直耦合結(jié)構(gòu)，多個(gè)腔體可以級(jí)聯(lián)在一起。這里，每個(gè)腔體具有稍微不同的諧振波長(zhǎng)，因此反射不同的波長(zhǎng)。每個(gè)腔體與半導(dǎo)體光放大器1另一側(cè)上的反射鏡6一起形成具有不同波長(zhǎng)的不同的激光腔。最小化激光模式之間的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)于最小化相對(duì)強(qiáng)度噪聲至關(guān)重要。兩光子吸收的影響，每個(gè)光子晶體反射器的反射率隨著耦合功率的增加而減小，見圖5。這均衡每個(gè)激光模式的功率并穩(wěn)定多波長(zhǎng)輸出?？梢酝ㄟ^在波導(dǎo)腔耦合和由兩個(gè)光子吸收引入的損耗之間取得平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)該效果。腔體q因子由下式給出：

其中qtotal是總體q因子，qintrinsic是無(wú)負(fù)載q因子(在沒有由于tpa而導(dǎo)致的損耗的情況下)，qcoupling是與諧振器和波導(dǎo)之間的耦合相關(guān)聯(lián)的q因子，并且qtpa與由于兩個(gè)光子吸收而導(dǎo)致的損耗相關(guān)聯(lián)，其是入射功率的函數(shù)。

光子晶體反射器的反射率(r)由下式給出：

通過適當(dāng)?shù)馗淖僸coupling，反射率可以對(duì)兩個(gè)光子吸收的影響更多或更少地敏感。為了提供均衡反射率的模式，在期望的功率(通過功率對(duì)phc反射器的影響的詳細(xì)研究確定)處的qcoupling(通過設(shè)計(jì)控制)和qtpa應(yīng)該被選擇為使得入射功率的變化顯著地改變反射率(例如從多于20％到少于10％)，見圖5。

在另一個(gè)實(shí)施例中，相同光子晶體腔的陣列耦合在一起，并用于通過四波混頻將多波長(zhǎng)反饋提供到增益介質(zhì)中。光子晶體在提高其他弱非線性現(xiàn)象的效率方面非常有效[opticsexpress18,26613-26624(2010)，opticsexpress20,17474-17479(2012)]，從而以毫瓦和微瓦功率水平在硅中產(chǎn)生顯著的頻率轉(zhuǎn)換。利用合適的耦合硅光子腔的集合，在相同的波長(zhǎng)處的每個(gè)諧振，發(fā)生模式分裂，并且可以實(shí)現(xiàn)具有在頻率中均勻間隔的多個(gè)諧振的系統(tǒng)。最初的單波長(zhǎng)激光將與中心諧振中的一個(gè)相匹配，光將在耦合的腔體系統(tǒng)中積聚起來(lái)，起到泵的作用。參量處理發(fā)生在耦合的光子晶體腔體系統(tǒng)中，以產(chǎn)生信號(hào)和空閑波，其通過來(lái)自經(jīng)由分裂諧振耦合到耦合腔體系統(tǒng)中的半導(dǎo)體光放大器的自發(fā)發(fā)射來(lái)提供種子(seed)。信號(hào)波和空閑波將與泵相位匹配，并且將被耦合回到半導(dǎo)體光放大器中，從而在與初始線具有固定相位關(guān)系的附加縱向模式上產(chǎn)生激光。這提供了一種相位鎖定機(jī)制，其最小化模式競(jìng)爭(zhēng)并提供低模態(tài)相對(duì)強(qiáng)度噪聲。此外，利用適當(dāng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以進(jìn)行級(jí)聯(lián)的四波混頻，從而提供在大量波長(zhǎng)處的激射。

在所有上述示例中，調(diào)頻激光器可以通過將諸如pin或pn二極管之類的調(diào)諧元件與(一個(gè)或多個(gè))光子晶體諧振器組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，該調(diào)諧元件可操作以調(diào)諧(改變)(一個(gè)或多個(gè))諧振光子晶體諧振器的波長(zhǎng)。激射波長(zhǎng)將跟蹤光子晶體腔的諧振波長(zhǎng)，所述光子晶體腔提供其波長(zhǎng)隨時(shí)間變化的激光。

代替波長(zhǎng)調(diào)制，也可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度或幅度調(diào)制。這可以使用非對(duì)稱的馬赫曾德(machzehnder)干涉儀來(lái)完成，如圖6所示。不對(duì)稱的馬赫曾德干涉儀具有臂，在這種情況下為材料環(huán)，其從波導(dǎo)上的第一位置延伸到在光傳輸方向上的第二下游位置。臂由與波導(dǎo)的材料相同的材料制成。沿著波導(dǎo)傳輸?shù)墓庵械囊恍﹤鬟f進(jìn)入臂，一些沿著波導(dǎo)的長(zhǎng)度繼續(xù)。由于臂長(zhǎng)度的差異，當(dāng)臂中的光重新加入主波導(dǎo)時(shí)，傳輸是波長(zhǎng)依賴的。例如，在δl＝558.8μm附近，由于兩臂之間的結(jié)構(gòu)性干涉，波長(zhǎng)1550nm處的光完全透射，而在1551nm處，由于兩個(gè)臂之間的破壞性干涉，幾乎不可能透射。通過選擇臂的適當(dāng)長(zhǎng)度，可以實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制。

圖7是示出圍繞反射半導(dǎo)體光放大器和窄線寬光子晶體反射器構(gòu)建的激光器的示意圖。在輸出波導(dǎo)上添加無(wú)源環(huán)形諧振器，以實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)制到幅度調(diào)制轉(zhuǎn)換。在這種情況下，可以與耦合到環(huán)形諧振器的第一波導(dǎo)平行地設(shè)置附加波導(dǎo)。該附加波導(dǎo)可用作激光器輸出。

在另一個(gè)實(shí)施例中，反射器在半導(dǎo)體光放大器的背刻面上的反射率減小，從而產(chǎn)生輸出光束。根據(jù)應(yīng)用，可以從激光的任一側(cè)取得輸出。

本發(fā)明的商業(yè)應(yīng)用是在低能量光學(xué)鏈路中，特別是對(duì)諸如由因特爾和ibm開發(fā)的計(jì)算機(jī)芯片光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的需要來(lái)減少電連接的使用。光子晶體反射器的小電容產(chǎn)生了一個(gè)關(guān)鍵的優(yōu)點(diǎn)。常規(guī)地，激光器或外部調(diào)制器具有數(shù)百皮法范圍的電容，從而在調(diào)制期間產(chǎn)生高功率消耗。在這里，只有光子晶體反射器被調(diào)制，并且千萬(wàn)億分之一切換能量已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)證明。因此，對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備，激光器的功耗主要是增益元件的功耗，其可以小于20mw。在10-20gbit/s的比特率下，每比特的能量接近1pj，一個(gè)開創(chuàng)性的數(shù)字。此外，驅(qū)動(dòng)皮法調(diào)制器所需的電子電路便宜得多，并且與較高電容組件所需的功率相比消耗更少的功率。

本發(fā)明的激光器不限于光通信中的應(yīng)用。它還可以用在光學(xué)感測(cè)(例如遠(yuǎn)程光學(xué)感測(cè))中，其中光子晶體腔的諧振頻率響應(yīng)于一些激勵(lì)而改變?？梢允褂门c光電二極管組合的濾波器來(lái)檢測(cè)這種改變。

本發(fā)明的激光器可以使用倒裝芯片接合來(lái)制成。這種類型的接合提供了優(yōu)于1微米精度的芯片放置。當(dāng)與大模式面積波導(dǎo)相結(jié)合時(shí)，這允許以低成本方式組裝的光子晶體和增益芯片，也給出了非常高的耦合效率。這與基于晶片接合的方法有利地相結(jié)合，其中將iii-v族晶片或iii-v族管芯連接到硅晶片，然后圖案化，這總是浪費(fèi)了顯著比例的iii-v族材料。相反地，基于倒裝芯片接合的方法使得高效地使用昂貴的iii-v族材料。

在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖8所示，包含光子晶體的硅芯片和包含基于玻璃或聚合物的波導(dǎo)的芯片被獨(dú)立地制造，并使用倒裝芯片接合進(jìn)行組裝，并且隨后附接增益芯片。在這種情況下，每個(gè)芯片可以在組裝之前進(jìn)行測(cè)試，從而提高產(chǎn)量。焊盤9用于將芯片連接在一起。

可以使用多種材料以用于構(gòu)建波長(zhǎng)選擇器件。波導(dǎo)可以是聚合物或氮氧化硅或更復(fù)雜的復(fù)合結(jié)構(gòu)，例如triplex^tm或hydex^r。阻擋層可以是使用化學(xué)氣相沉積技術(shù)或玻璃上旋涂而沉積的電介質(zhì)材料，例如二氧化硅。光子晶體板可以在硅、氮化硅或iii-v族半導(dǎo)體材料如磷化銦、砷化鎵、磷化銦鎵或氮化鎵中制造。它也可以由硅/鍺多層制成。光子晶體晶格的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)規(guī)格以及缺陷腔諧振器和諧振器-調(diào)制器的數(shù)量和設(shè)計(jì)而變化。下包層通常由二氧化硅制成，盡管在某些情況下空氣是可能的。襯底是硅或iii-v族半導(dǎo)體。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離本發(fā)明的情況下，所公開的配置的變化是可能的。例如，可選功能的數(shù)量可以并入器件中。例如，在提供多個(gè)諧振器的情況下，每個(gè)可以執(zhí)行不同的信號(hào)處理功能，包括濾波器、通/斷開關(guān)、幅度調(diào)制器和色散補(bǔ)償器的信號(hào)處理功能。同樣地，rsoa和硅芯片也可以組合在包含可移動(dòng)微透鏡的基于mems的平臺(tái)上。在這種情況下，使用具有相對(duì)較低精度的常規(guī)組裝工具將光學(xué)組件安裝到mems裝配件上。零件可以偏離最佳位置幾十微米，彼此之間沒有光學(xué)連接。微透鏡可移動(dòng)以引導(dǎo)光學(xué)組件實(shí)現(xiàn)高效的耦合。一旦達(dá)到最佳對(duì)準(zhǔn)，微透鏡被鎖定下來(lái)，見us8346037。通過使用不同的材料(例如用于增益芯片的gaas和用于光子晶體的碳化硅)，窄線寬、高邊模抑制激光可以在其它波長(zhǎng)下實(shí)現(xiàn)。因此，具體實(shí)施例的上述描述僅作為示例而做出，而不是為了限制的目的。技術(shù)人員將清楚，可以對(duì)所描述的操作進(jìn)行微小的修改而沒有顯著變化。