本發(fā)明涉及激光器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于SOI的異質(zhì)結(jié)熱不敏感激光器結(jié)構(gòu)和制造方法。

背景技術(shù)：

隨著信息傳輸帶寬的需求一直在以爆炸的速度增長，為滿足網(wǎng)絡(luò)流量的飛速發(fā)展，在骨干層網(wǎng)絡(luò)，40Gbps、100Gbps光網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開始商用部署，400Gbps或1Tbps光通信系統(tǒng)也開始研究。高速率寬帶寬的發(fā)展，要求波分復(fù)用的波長間隔越來越小，尤其速率上了100Gbps之后，LWDM(LinkedWavelength Division Multiplexing)通訊窗口要求波長在2nm范圍變動，現(xiàn)有激光器芯片會隨著溫度變化而波長漂移。高速率光模塊封裝中不得不采用半導(dǎo)體致冷器(Thermo Electric Cooler,簡寫為：TEC)、熱敏電阻等溫控元件對laser進(jìn)行溫控處理，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定波長輸出的目的。TEC的引入不但增大了整個光模塊的功耗，也給封裝帶來了極大的不便，同一封裝形式，如四通道SFP接口(Quad Small Form-factor Pluggable，簡寫為：QSFP)、CFP4等需要騰出一部分空間來封裝TEC，芯片封裝空間的減小限制了多路通訊波長的引入，影響多路高速率的光模塊發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的激光器溫度補(bǔ)償控制都是基于TEC完成的，而相應(yīng)結(jié)構(gòu)需要騰出一部分空間來封裝TEC，芯片封裝空間的減小限制了多路通訊波長的引入，影響多路高速率的光模塊發(fā)展。

本發(fā)明實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于SOI的異質(zhì)結(jié)熱不敏感激光器結(jié)構(gòu)，包括SOI襯底、三五族有源區(qū)波導(dǎo)、負(fù)折射率溫度系數(shù)的聚合物波導(dǎo)和硅波導(dǎo)，所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)負(fù)折射率溫度系數(shù)的聚合物波導(dǎo)和硅波導(dǎo)位于所述SOI襯底二氧化硅層上，所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)位于所述硅波導(dǎo)上，具體的：

所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)的出光口與所述硅波導(dǎo)的進(jìn)光口耦合，所述硅波導(dǎo)的出光口與所述聚合物波導(dǎo)的進(jìn)光口耦合；所述聚合物波導(dǎo)的出光口與所述激光器的出光口耦合。

可選的，所述硅波導(dǎo)的進(jìn)光口為錐形，所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)與所述硅波導(dǎo)的錐形進(jìn)光口完成耦合。

可選的，所述硅波導(dǎo)的出光口為錐形，所述聚合物波導(dǎo)以套刻的方式制作，并且所述聚合物波導(dǎo)的進(jìn)光口套接在所述硅波導(dǎo)的錐形出光口上。

可選的，所述三五族有源波導(dǎo)bonding在SOI襯底的中層SiO2波導(dǎo)上；其中，SOI襯底包括底層硅波導(dǎo)、中層SiO2波導(dǎo)和頂層硅波導(dǎo)。

可選的，在所述激光器為DBR激光器時，在所述襯底之上，且位于所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)、負(fù)折射率溫度系數(shù)的聚合物波導(dǎo)和硅波導(dǎo)之下設(shè)置有光柵層；其中，位于所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)左側(cè)和負(fù)折射率溫度系數(shù)右側(cè)設(shè)置有光柵區(qū)，作為激光器的反射腔端面。

可選的，所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)的長度L和折射率n，以及聚合物波導(dǎo)的長度Ls和折射率ns，由上述四個參數(shù)以及各參數(shù)相對于溫度的變化系數(shù)，構(gòu)成三五族有源區(qū)波導(dǎo)的等效波長波動因子和聚合物波導(dǎo)的等效波長波動因子；

根據(jù)所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)的等效波長波動因子和聚合物波導(dǎo)的等效波長波動因子之和為零，在確定所述折射率n和折射率ns對于溫度的變化系數(shù)后，得到所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)的長度L和聚合物波導(dǎo)的長度Ls的長度比例；

依據(jù)所述長度比例制作所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)和/或聚合物波導(dǎo)。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種基于SOI的異質(zhì)結(jié)熱不敏感激光器結(jié)構(gòu)，包括SOI襯底、三五族有源區(qū)波導(dǎo)、負(fù)折射率溫度系數(shù)的聚合物波導(dǎo)、硅波導(dǎo)、第一SiO2波導(dǎo)和第二SiO2波導(dǎo)，所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)、負(fù)折射率溫度系數(shù)的聚合物波導(dǎo)、硅波導(dǎo)、第一SiO2波導(dǎo)和第二SiO2波導(dǎo)位于所述SOI襯底上，具體的：

所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)的出光口與所述硅波導(dǎo)的進(jìn)光口耦合，所述硅波導(dǎo)的出光口與所述第一SiO2波導(dǎo)的進(jìn)光口耦合；所述第一SiO2波導(dǎo)的出光口與所述聚合物波導(dǎo)的進(jìn)光口耦合；所述聚合物波導(dǎo)的出光口和所述第二SiO2波導(dǎo)的進(jìn)光口耦合。

可選的，所述硅波導(dǎo)的進(jìn)光口為錐形，所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)與所述硅波導(dǎo)的錐形進(jìn)光口完成耦合。

可選的，所述硅波導(dǎo)的出光口為錐形，所述第一SiO2波導(dǎo)以套刻的方式制作，并且所述聚合物波導(dǎo)的進(jìn)光口套接在所述硅波導(dǎo)的錐形出光口上。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種基于SOI的異質(zhì)結(jié)熱不敏感激光器的制作方法，所述方法包括：

通過光刻在所述SOI襯底上制作硅波導(dǎo)圖形，其中，所述硅波導(dǎo)圖形的進(jìn)光口和出光口分別被制作成錐形；

將三五族有源區(qū)波導(dǎo)bonding在所述SOI襯底的預(yù)設(shè)位置，使得所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)的出光口和所述硅波導(dǎo)的錐形進(jìn)光口完成耦合；

在所述硅波導(dǎo)的出光口側(cè)套刻聚合物波導(dǎo)，其中，所述聚合物波導(dǎo)的進(jìn)光口覆蓋在所述硅波導(dǎo)的出光口的錐形圖形之上，所述聚合物波導(dǎo)的出光口與所述激光器的出光口完成耦合。

本發(fā)明實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)激光器的熱不敏感，溫度變化時，激光器光波長穩(wěn)定不變，不需要額外使用TEC來控溫，能大大降低模塊的功耗，實(shí)現(xiàn)相同封裝方式下更多路光通道的封裝，本發(fā)明實(shí)施例中激光器制作在SOI上，芯片發(fā)光可以直接進(jìn)入光波導(dǎo)中傳輸，不需要額外進(jìn)行耦合，利于集成與批量生產(chǎn)。

【附圖說明】

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于SOI的異質(zhì)結(jié)熱不敏感激光器結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種有源層波導(dǎo)和硅波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種有源層波導(dǎo)和硅波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)左視圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種有源層波導(dǎo)和硅波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種有源層波導(dǎo)和硅波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)左視圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種硅波導(dǎo)和聚合物波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于SOI的異質(zhì)結(jié)熱不敏感DBR激光器結(jié)構(gòu)主視圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種基于SOI的異質(zhì)結(jié)熱不敏感激光器結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于SOI的異質(zhì)結(jié)熱不敏感激光器制作方法流程圖；

圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種基于SOI的異質(zhì)結(jié)熱不敏感激光器制作方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“內(nèi)”、“外”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不應(yīng)當(dāng)理解為對本發(fā)明的限制。

此外，下面所描述的本發(fā)明各個實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

全光互聯(lián)取代電互聯(lián)是大勢所趨，具有非常誘惑的前景，而硅光互連則是業(yè)內(nèi)公認(rèn)最有可能實(shí)現(xiàn)全光互聯(lián)的技術(shù)方案。由于硅材料是間接帶隙，用來制作成光源發(fā)光效率非常低，目前比較可行的方式是采用三五族的芯片與SOI實(shí)現(xiàn)混合集成。但芯片與SOI波導(dǎo)尺寸太小，耦合是一重大難題，采用lens耦合工藝上難操作。

實(shí)施例1:

本發(fā)明實(shí)施例1提供了一種基于絕緣襯底上的硅(Silicon-On-Insulator，簡寫為：SOI)的異質(zhì)結(jié)熱不敏感激光器結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括SOI襯底1、三五族有源區(qū)波導(dǎo)2、負(fù)折射率溫度系數(shù)的聚合物波導(dǎo)3和硅波導(dǎo)4，所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2、負(fù)折射率溫度系數(shù)的聚合物波導(dǎo)3和硅波導(dǎo)4位于所述SOI襯底1上，具體的：

所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的出光口與所述硅波導(dǎo)4的進(jìn)光口耦合，所述硅波導(dǎo)4的出光口與所述聚合物波導(dǎo)3的進(jìn)光口耦合；所述聚合物波導(dǎo)3的出光口與所述激光器的出光口耦合。

本發(fā)明實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)激光器的熱不敏感，溫度變化時，激光器光波長穩(wěn)定不變，不需要額外使用TEC來控溫，能大大降低模塊的功耗，實(shí)現(xiàn)相同封裝方式下更多路光通道的封裝，本發(fā)明實(shí)施例中激光器制作在SOI上，芯片發(fā)光可以直接進(jìn)入光波導(dǎo)中傳輸，不需要額外進(jìn)行耦合，利于集成與批量生產(chǎn)。

為了保證三五族有源區(qū)波導(dǎo)2(例如：InP)與硅波導(dǎo)進(jìn)光口之間的耦合度，結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例存在幾種可選的實(shí)現(xiàn)方式：

方式一：

如圖2和圖3所示，所述硅波導(dǎo)4的進(jìn)光口為錐形，所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2與所述硅波導(dǎo)4的錐形進(jìn)光口完成耦合。其中，圖2為相應(yīng)耦合結(jié)構(gòu)的俯視圖放大后的局部結(jié)構(gòu)示意圖，而圖3為相應(yīng)耦合結(jié)構(gòu)從圖1中三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的左側(cè)界面水平向右看過去的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

方式二：

如圖4和圖5所示，所述硅波導(dǎo)4的進(jìn)光口為錐形，并且在進(jìn)光口側(cè)設(shè)置有一個或者多個輔助耦合波導(dǎo)5。其中，圖4為相應(yīng)耦合結(jié)構(gòu)的俯視圖放大后的局部結(jié)構(gòu)示意圖，而圖5為相應(yīng)耦合結(jié)構(gòu)從圖1中三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的左側(cè)界面水平向右看過去的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

上述兩種方式，都能夠一定程度上改善從三五族有源區(qū)波導(dǎo)2輸出的光信號傳播到硅波導(dǎo)4中的衰減度。

相對于三五族有源區(qū)波導(dǎo)2和硅波導(dǎo)4之間的耦合結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案的提出，本發(fā)明實(shí)施例同樣提供了硅波導(dǎo)4與聚合物波導(dǎo)3之間耦合接口的改進(jìn)，如圖6所示，所述硅波導(dǎo)4的出光口為錐形，所述聚合物波導(dǎo)3以套刻的方式制作，并且所述聚合物波導(dǎo)3的進(jìn)光口套接在所述硅波導(dǎo)4的錐形出光口上。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述三五族有源波導(dǎo)bonding在SOI襯底1的中層SiO2波導(dǎo)上；其中，SOI襯底包括底層硅波導(dǎo)、中層SiO2波導(dǎo)和頂層硅波導(dǎo)，例如：先通過光刻在所述SOI襯底的頂層硅波導(dǎo)形成用于固定所述三五族有源波導(dǎo)的槽，然后通過倒裝焊接的方式完成三五族有源波導(dǎo)與SOI襯底1的固定。

在DBR激光器中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例所述基于SOI的異質(zhì)結(jié)熱不敏感結(jié)構(gòu)時，如圖1和圖7所示，在所述襯底之上，且位于所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2、負(fù)折射率溫度系數(shù)的聚合物波導(dǎo)3和硅波導(dǎo)4之下設(shè)置有光柵層6；其中，位于所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2左側(cè)和負(fù)折射率溫度系數(shù)右側(cè)分別設(shè)置有光柵區(qū)(如圖7中三五族有源區(qū)波導(dǎo)2左側(cè)光柵區(qū)7所示)。

為了進(jìn)一步支撐本發(fā)明實(shí)施例中，對于三五族有源區(qū)波導(dǎo)2和聚合物波導(dǎo)3之間如何進(jìn)行選材及其長度設(shè)置提供可參考依據(jù)，接下來將依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的有益效果：聚合物波導(dǎo)3的dn/dT<0，為負(fù)溫度系數(shù)的材料；三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的dn/dT>0，為正溫度系數(shù)的材料，兩者組合成FP腔，實(shí)現(xiàn)FP腔內(nèi)的dn/dT＝0，提供一種可行的理論依據(jù)。具體的：

所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的長度L和折射率n，以及聚合物波導(dǎo)3的長度Ls和折射率ns，由上述四個參數(shù)以及各參數(shù)相對于溫度的變化系數(shù)，構(gòu)成三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的等效波長波動因子和聚合物波導(dǎo)3的等效波長波動因子；

根據(jù)所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的等效波長波動因子和聚合物波導(dǎo)3的等效波長波動因子之和為零，在確定所述折射率n和折射率ns對于溫度的變化系數(shù)后，得到所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的長度L和聚合物波導(dǎo)3的長度Ls的長度比例；依據(jù)所述長度比例制作所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2和/或聚合物波導(dǎo)3。

實(shí)施例2:

在提出如實(shí)施例1所述的一種基于SOI的異質(zhì)結(jié)熱不敏感激光器結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)一步提出了一種可以進(jìn)一步改善溫度對激光波長影響的問題。如圖8所示，本發(fā)明實(shí)施例所提出的激光器包括SOI襯底1、三五族有源區(qū)波導(dǎo)2、負(fù)折射率溫度系數(shù)的聚合物波導(dǎo)3、硅波導(dǎo)4、第一SiO2波導(dǎo)8和第二SiO2波導(dǎo)9，所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2、負(fù)折射率溫度系數(shù)的聚合物波導(dǎo)3、硅波導(dǎo)4、第一SiO2波導(dǎo)8和第二SiO2波導(dǎo)9位于所述SOI襯底1上，具體的：

所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的出光口與所述硅波導(dǎo)4的進(jìn)光口耦合，所述硅波導(dǎo)4的出光口與所述第一SiO2波導(dǎo)8的進(jìn)光口耦合；所述第一SiO2波導(dǎo)8的出光口與所述聚合物波導(dǎo)3的進(jìn)光口耦合；所述聚合物波導(dǎo)3的出光口和所述第二SiO2波導(dǎo)9的進(jìn)光口耦合。

本發(fā)明實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)激光器的熱不敏感，溫度變化時，激光器光波長穩(wěn)定不變，不需要額外使用TEC來控溫，能大大降低模塊的功耗，實(shí)現(xiàn)相同封裝方式下更多路光通道的封裝，本發(fā)明實(shí)施例中激光器制作在SOI上，芯片發(fā)光可以直接進(jìn)入光波導(dǎo)中傳輸，不需要額外進(jìn)行耦合，利于集成與批量生產(chǎn)。另外，在本發(fā)明實(shí)施例中整個激光器結(jié)構(gòu)只采用很少一部分的硅來耦合三五族中的波導(dǎo)，其他部分用二氧化硅來代替，二氧化硅的折射率不會隨溫度變化而變化。

在本發(fā)明實(shí)施例中，存在一種優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方案，所述硅波導(dǎo)4的進(jìn)光口為錐形，所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2與所述硅波導(dǎo)4的錐形進(jìn)光口完成耦合。相應(yīng)的，還可以參考實(shí)施例1中所提出的方式一和方式二，在此不一一贅述。

對應(yīng)于實(shí)施例中硅波導(dǎo)4和聚合物3之間的耦合接口結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明實(shí)施例同樣可以所述硅波導(dǎo)4的出光口為錐形，所述第一SiO2波導(dǎo)8以套刻的方式制作，并且所述聚合物波導(dǎo)3的進(jìn)光口套接在所述硅波導(dǎo)4的錐形出光口上。

由于基于一個共同的發(fā)明構(gòu)思，在實(shí)施例1中考慮的相應(yīng)改進(jìn)方案同樣也適用于本發(fā)明實(shí)施例，例如：

為了進(jìn)一步支撐本發(fā)明實(shí)施例中，對于三五族有源區(qū)波導(dǎo)2和聚合物波導(dǎo)3之間如何進(jìn)行選材及其長度設(shè)置提供可參考依據(jù)，接下來將依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的有益效果：聚合物波導(dǎo)3的dn/dT<0，為負(fù)溫度系數(shù)的材料；三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的dn/dT>0，為正溫度系數(shù)的材料，兩者組合成FP腔，實(shí)現(xiàn)FP腔內(nèi)的dn/dT＝0，提供一種可行的理論依據(jù)。具體的：

所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的長度L和折射率n，以及聚合物波導(dǎo)3的長度Ls和折射率ns，由上述四個參數(shù)以及各參數(shù)相對于溫度的變化系數(shù)，構(gòu)成三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的等效波長波動因子和聚合物波導(dǎo)3的等效波長波動因子；

根據(jù)所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的等效波長波動因子和聚合物波導(dǎo)3的等效波長波動因子之和為零，在確定所述折射率n和折射率ns對于溫度的變化系數(shù)后，得到所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的長度L和聚合物波導(dǎo)3的長度Ls的長度比例；依據(jù)所述長度比例制作所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2和/或聚合物波導(dǎo)3。

實(shí)施例3:

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種基于SOI的異質(zhì)結(jié)熱不敏感激光器的制作方法，如圖9所示，所述方法包括：

在步驟201中，通過光刻在所述SOI襯底1上制作硅波導(dǎo)4圖形，其中，所述硅波導(dǎo)4圖形的進(jìn)光口和出光口分別被制作成錐形。

其中，硅波導(dǎo)4的進(jìn)光口和三五族有源區(qū)波導(dǎo)2出光口之間的耦合結(jié)合可以采用以下兩種方式。

方式一：

如圖2和圖3所示，所述硅波導(dǎo)4的進(jìn)光口為錐形，所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2與所述硅波導(dǎo)4的錐形進(jìn)光口完成耦合。其中，圖2為相應(yīng)耦合結(jié)構(gòu)的俯視圖放大后的局部結(jié)構(gòu)示意圖，而圖3為相應(yīng)耦合結(jié)構(gòu)從圖1中三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的左側(cè)界面水平向右看過去的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

方式二：

如圖4和圖5所示，所述硅波導(dǎo)4的進(jìn)光口為錐形，并且在進(jìn)光口側(cè)設(shè)置有一個或者多個輔助耦合波導(dǎo)5。其中，圖4為相應(yīng)耦合結(jié)構(gòu)的俯視圖放大后的局部結(jié)構(gòu)示意圖，而圖5為相應(yīng)耦合結(jié)構(gòu)從圖1中三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的左側(cè)界面水平向右看過去的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，硅波導(dǎo)4與聚合物波導(dǎo)3之間耦合接口可以采用如圖6所示結(jié)構(gòu)，所述硅波導(dǎo)4的出光口為錐形，所述聚合物波導(dǎo)3以套刻的方式制作，并且所述聚合物波導(dǎo)3的進(jìn)光口套接在所述硅波導(dǎo)4的錐形出光口上。

在步驟202中，將三五族有源區(qū)波導(dǎo)2bonding在所述SOI襯底1的預(yù)設(shè)位置，使得所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的出光口和所述硅波導(dǎo)4的錐形進(jìn)光口完成耦合。

在步驟203中，在所述硅波導(dǎo)4的出光口側(cè)套刻聚合物波導(dǎo)3，其中，所述聚合物波導(dǎo)3的進(jìn)光口覆蓋在所述硅波導(dǎo)4的出光口的錐形圖形之上，所述聚合物波導(dǎo)3的出光口與所述激光器的出光口完成耦合。

本發(fā)明實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)激光器的熱不敏感，溫度變化時，激光器光波長穩(wěn)定不變，不需要額外使用TEC來控溫，能大大降低模塊的功耗，實(shí)現(xiàn)相同封裝方式下更多路光通道的封裝，本發(fā)明實(shí)施例中激光器制作在SOI上，芯片發(fā)光可以直接進(jìn)入光波導(dǎo)中傳輸，不需要額外進(jìn)行耦合，利于集成與批量生產(chǎn)。

在DBR激光器中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例所述基于SOI的異質(zhì)結(jié)熱不敏感結(jié)構(gòu)加工方法時，如圖1和圖7所示，在所述襯底之上，且位于所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2、負(fù)折射率溫度系數(shù)的聚合物波導(dǎo)3和硅波導(dǎo)4之下設(shè)置有光柵層6；其中，位于所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2左側(cè)和負(fù)折射率溫度系數(shù)右側(cè)分別設(shè)置有光柵區(qū)(如圖7中三五族有源區(qū)波導(dǎo)2左側(cè)光柵區(qū)7所示)。則相應(yīng)的，在步驟201之前，本發(fā)明實(shí)施例需要先完成光柵層的沉積生長，然后通過光刻的方式形成如圖7所示的光柵結(jié)構(gòu)，然后執(zhí)行上述步驟201-步驟203。

為了進(jìn)一步支撐本發(fā)明實(shí)施例中，對于三五族有源區(qū)波導(dǎo)2和聚合物波導(dǎo)3之間如何進(jìn)行選材及其長度設(shè)置提供可參考依據(jù)，接下來將依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的有益效果：聚合物波導(dǎo)3的dn/dT<0，為負(fù)溫度系數(shù)的材料；三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的dn/dT>0，為正溫度系數(shù)的材料，兩者組合成FP腔，實(shí)現(xiàn)FP腔內(nèi)的dn/dT＝0，提供一種可行的理論依據(jù)。具體的：

所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的長度L和折射率n，以及聚合物波導(dǎo)3的長度Ls和折射率ns，由上述四個參數(shù)以及各參數(shù)相對于溫度的變化系數(shù)，構(gòu)成三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的等效波長波動因子和聚合物波導(dǎo)3的等效波長波動因子；

根據(jù)所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的等效波長波動因子和聚合物波導(dǎo)3的等效波長波動因子之和為零，在確定所述折射率n和折射率ns對于溫度的變化系數(shù)后，得到所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的長度L和聚合物波導(dǎo)3的長度Ls的長度比例；依據(jù)所述長度比例制作所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2和/或聚合物波導(dǎo)3。

實(shí)施例4:

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種用于加工制作實(shí)施例2中提出的改進(jìn)異質(zhì)結(jié)熱不敏感激光器結(jié)構(gòu)的方法，如圖10所示，具體實(shí)現(xiàn)如下：

在步驟301中，通過光刻刻蝕的方式在所述SOI襯底1上制作硅波導(dǎo)4圖形和第一SiO2波導(dǎo)8和第二SiO2波導(dǎo)9，其中，所述硅波導(dǎo)4圖形的進(jìn)光口和出光口分別被制作成錐形。

其中，第一SiO2波導(dǎo)8是在硅波導(dǎo)4制作完成后，在其錐形耦合接口側(cè)覆蓋式生長完成。

在步驟302中，將三五族有源區(qū)波導(dǎo)2bonding在所述SOI襯底1的預(yù)設(shè)位置，使得所述三五族有源區(qū)波導(dǎo)2的出光口和所述硅波導(dǎo)4的錐形進(jìn)光口完成耦合。

在步驟303中，在所述第一SiO2波導(dǎo)8的出光口側(cè)，以及第二SiO2波導(dǎo)9的進(jìn)光口側(cè)套刻聚合物波導(dǎo)3。

本發(fā)明實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)激光器的熱不敏感，溫度變化時，激光器光波長穩(wěn)定不變，不需要額外使用TEC來控溫，能大大降低模塊的功耗，實(shí)現(xiàn)相同封裝方式下更多路光通道的封裝，本發(fā)明實(shí)施例中激光器制作在SOI上，芯片發(fā)光可以直接進(jìn)入光波導(dǎo)中傳輸，不需要額外進(jìn)行耦合，利于集成與批量生產(chǎn)。另外，在本發(fā)明實(shí)施例中整個激光器結(jié)構(gòu)只采用很少一部分的硅來耦合三五族中的波導(dǎo)，其他部分用二氧化硅來代替，二氧化硅的折射率不會隨溫度變化而變化。

因?yàn)榛谝粋€總的發(fā)明構(gòu)思，因此，在實(shí)施例3中使用的相關(guān)擴(kuò)展方案和可選的技術(shù)手段同樣適用于本發(fā)明實(shí)施例，在此不一一贅述。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲于一計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中，存儲介質(zhì)可以包括：只讀存儲器(ROM，Read Only Memory)、隨機(jī)存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁盤或光盤等。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。