本發(fā)明涉及光電子器件，特別是涉及一種激光器及其制備方法、光模塊、電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、激光器是高速光通信、光計算、激光雷達等應用的核心光源。激光器可通過波導結(jié)構(gòu)對腔內(nèi)光場施加橫向和縱向約束，實現(xiàn)單一模式光場的形成。

2、現(xiàn)有的激光器普遍采用的波導結(jié)構(gòu)是脊波導（ridge?waveguide，rwg）結(jié)構(gòu)。脊波導側(cè)向等效折射率變化很小，是一種弱導波導。雖然脊波導結(jié)構(gòu)在制作時只需采用一次外延，工藝較為簡單，但是脊波導尺寸控制不佳時就會影響激光器輸出光模式的單一性，部分高階模無法消除，嚴重影響了激光器的線寬及輸出模式。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種激光器及其制備方法、光模塊、電子設(shè)備，可以實現(xiàn)高階模過濾，增加高階模光能量的損耗，進而提高激光器的單模性能，增加激光器輸出光的穩(wěn)定性。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種激光器，包括：

3、襯底；

4、層疊設(shè)置在所述襯底上的有源區(qū)和脊波導；

5、位于所述脊波導兩側(cè)的第一溝道和第二溝道；

6、位于所述第一溝道遠離所述脊波導一側(cè)的第一波導結(jié)構(gòu)；

7、位于所述第二溝道遠離所述脊波導一側(cè)的第二波導結(jié)構(gòu)；所述第一波導結(jié)構(gòu)和所述第二波導結(jié)構(gòu)，用于將高階模耦合至輸出端口之外的光路。

8、第一方面，在本發(fā)明提供的上述激光器中，所述第一溝道所在區(qū)域包括緊鄰所述第一波導結(jié)構(gòu)的第一區(qū)域和緊鄰所述脊波導的第二區(qū)域；

9、所述第二溝道所在區(qū)域包括緊鄰所述第二波導結(jié)構(gòu)的第三區(qū)域和緊鄰所述脊波導的第四區(qū)域；

10、所述激光器還包括：

11、設(shè)置在所述第一區(qū)域內(nèi)的第一包覆層；所述第一包覆層的有效折射率大于所述第二區(qū)域中物質(zhì)的有效折射率；

12、設(shè)置在所述第三區(qū)域內(nèi)的第二包覆層；所述第二包覆層的有效折射率大于所述第四區(qū)域中物質(zhì)的有效折射率。

13、另一方面，在本發(fā)明提供的上述激光器中，所述激光器還包括：

14、設(shè)置在所述脊波導上的第三包覆層；

15、所述第三包覆層的有效折射率與所述第二區(qū)域中物質(zhì)的有效折射率相同；

16、和/或，所述第三包覆層的有效折射率與所述第四區(qū)域中物質(zhì)的有效折射率相同。

17、另一方面，在本發(fā)明提供的上述激光器中，所述激光器還包括：

18、位于所述第一波導結(jié)構(gòu)遠離所述第一溝道一側(cè)的第一模式轉(zhuǎn)換器；

19、位于所述第二波導結(jié)構(gòu)遠離所述第二溝道一側(cè)的第二模式轉(zhuǎn)換器；所述第一模式轉(zhuǎn)換器和所述第二模式轉(zhuǎn)換器，用于將引入所述第一波導結(jié)構(gòu)和所述第二波導結(jié)構(gòu)的高階模進行周期性的模式轉(zhuǎn)換。

20、另一方面，在本發(fā)明提供的上述激光器中，所述第一模式轉(zhuǎn)換器包括交替排列的第一高階模耗散溝道和第一耗散波導；

21、所述第二模式轉(zhuǎn)換器包括交替排列的第二高階模耗散溝道和第二耗散波導。

22、另一方面，在本發(fā)明提供的上述激光器中，所述第一模式轉(zhuǎn)換器和所述第二模式轉(zhuǎn)換器均包含用于改變光的傳播方向和模式的傾斜面；

23、所述第一模式轉(zhuǎn)換器和所述第一波導結(jié)構(gòu)的接觸面與所述第一模式轉(zhuǎn)換器的傾斜面之間的夾角角度范圍為5°至85°；

24、所述第二模式轉(zhuǎn)換器和所述第二波導結(jié)構(gòu)的接觸面與所述第二模式轉(zhuǎn)換器的傾斜面之間的夾角角度范圍為5°至85°。

25、另一方面，在本發(fā)明提供的上述激光器中，所述第一耗散波導和所述第二耗散波導采用表面等離子體結(jié)構(gòu)。

26、另一方面，在本發(fā)明提供的上述激光器中，所述激光器還包括：

27、位于所述有源區(qū)和所述脊波導之間的反射光柵；所述反射光柵的周期范圍為80納米至350納米。

28、另一方面，在本發(fā)明提供的上述激光器中，所述激光器還包括：

29、設(shè)置在所述第三包覆層上的注入電極；

30、設(shè)置在所述有源區(qū)的出光口一側(cè)的增透膜。

31、另一方面，在本發(fā)明提供的上述激光器中，所述有源區(qū)的寬度范圍為0.6微米至10微米；

32、所述脊波導的寬度范圍為0.3微米至3微米；

33、所述第一溝道和所述第二溝道的寬度范圍均為0.2微米至3.5微米；

34、所述第一波導結(jié)構(gòu)和所述第二波導結(jié)構(gòu)的寬度范圍均為0.1微米至2微米。

35、另一方面，在本發(fā)明提供的上述激光器中，所述脊波導，所述第一波導結(jié)構(gòu)和所述第二波導結(jié)構(gòu)的厚度范圍均為0.2微米至0.5微米；或，所述脊波導，所述第一波導結(jié)構(gòu)和所述第二波導結(jié)構(gòu)的厚度范圍均為1.5微米至4微米；

36、所述第一包覆層和所述第二包覆層的厚度范圍均為0.6微米至5微米。

37、另一方面，在本發(fā)明提供的上述激光器中，所述脊波導，所述第一波導結(jié)構(gòu)和所述第二波導結(jié)構(gòu)的材料包括硅、氮化硅、銦鎵砷磷、聚合物中的其中之一或組合；

38、所述有源區(qū)的有源層材料為銦鎵砷磷、鋁鎵砷銻中的?其中之一或組合；

39、所述第一包覆層和所述第二包覆層的材料為二氧化硅，磷化銦，氧化鋁和聚合物中的其中之一或組合。

40、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供一種激光器的制備方法，包括：

41、在襯底上形成有源區(qū)；

42、在所述有源區(qū)上形成脊波導，第一溝道，第二溝道，第一波導結(jié)構(gòu)和第二波導結(jié)構(gòu)；其中，所述第一溝道和所述第二溝道位于所述脊波導兩側(cè)；第一波導結(jié)構(gòu)位于所述第一溝道遠離所述脊波導一側(cè)；所述第二波導結(jié)構(gòu)位于所述第二溝道遠離所述脊波導一側(cè)；所述第一波導結(jié)構(gòu)和所述第二波導結(jié)構(gòu)，用于將高階模耦合至輸出端口之外的光路。

43、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供一種光模塊，包括：電路板，與所述電路板電性連接的光發(fā)射部件；其中，所述光發(fā)射部件包括本發(fā)明提供的上述激光器。

44、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括本發(fā)明提供的上述光模塊。

45、從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所提供的一種激光器，包括：襯底；層疊設(shè)置在襯底上的有源區(qū)和脊波導；位于脊波導兩側(cè)的第一溝道和第二溝道；位于第一溝道遠離脊波導一側(cè)的第一波導結(jié)構(gòu)；位于第二溝道遠離脊波導一側(cè)的第二波導結(jié)構(gòu)；第一波導結(jié)構(gòu)和第二波導結(jié)構(gòu)，用于將高階模耦合至輸出端口之外的光路。

46、本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明提供的上述激光器，設(shè)置了雙溝道脊波導，即在脊波導的兩側(cè)具有溝道，且在雙溝道脊波導兩側(cè)設(shè)置了用于將高階模耦合至輸出端口之外的光路的波導結(jié)構(gòu)。這樣利用雙溝道脊波導中的兩側(cè)的溝道和波導結(jié)構(gòu)可以對激光器基膜以外的光模式進行過濾，實現(xiàn)高階模過濾，增加高階模光能量的損耗，防止高階模光能量對脊波導的影響，進而提高激光器的單模性能，增加激光器輸出光的穩(wěn)定性，避免了在制備工藝中脊波導尺寸一旦偏離設(shè)計值就出現(xiàn)部分高階模無法消除的缺陷，這樣的設(shè)計不會影響激光器的線寬和輸出模式。本發(fā)明的激光器能夠應用于不同的光子芯片，不僅可提供單模穩(wěn)定的光源，還可實現(xiàn)芯片面積的縮減，顯著減小芯片制備成本，提升傳輸長度，降低誤碼率及數(shù)據(jù)接收難度。

47、此外，本發(fā)明還針對激光器提供了相應的制備方法及電子設(shè)備，與上述提到的激光器具有相同或相對應的技術(shù)特征，進一步使得上述激光器更具有實用性，該制備方法及電子設(shè)備具有相應的優(yōu)點。