>[0055]圖lb是根據(jù)本發(fā)明一實施例的外腔窄線寬激光器的俯視圖，如圖lb所示，所述半導體光放大器102的波導為直波導與彎曲波導的組合體，從而能夠減少腔面反射，增加輸出功率，直波導端面鍍有高反射膜，彎曲波導端面鍍有高透射膜。
[0056]所述平面波導光柵103采用布拉格外脊波導光柵結(jié)構(gòu)，以減少光柵的耦合系數(shù)及線寬。
[0057]利用所述半導體光放大器102與平面波導光柵103進行耦合，使得輸出為窄線寬激光，同時半導體光放大器102和平面波導光柵103采用鍵合的方法鍵合到同一襯底上，可以增加半導體激光器的穩(wěn)定性，降低噪聲。
[0058]在本發(fā)明一實施例中，可采用高功率半導體光放大器，從而得到高功率的外腔窄線寬激光器。
[0059]圖2a是根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導體光放大器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2a所示，所述半導體光放大器包括:
[ΟΟ?Ο] η型襯底201，用于在其一側(cè)表面上制作半導體光放大器的各外延層材料，所述η型襯底201的另一側(cè)表面上制作有η面電極212;
[0061 ]其中，所述η型襯底201的制作材料通常為InP材料。
[0062]η型InP緩沖層202，制作在所述η型襯底201上；
[0063]下限制層203，制作在所述η型InP緩沖層202上；
[0064]有源層204，制作在所述下限制層203上；
[0065]其中，所述有源層204為張應變InGaAsP多量子阱。
[0066]上限制層205，制作在所述有源層204上；
[0067]其中，所述上限制層205、下限制層203的制備材料為InGaAsP、InGaAlAs等材料。
[0068]p型包層206，制作在所述上限制層205上；
[0069]刻蝕停止層207，制作在所述p型包層206上；
[0070]氧化層208和P型包層209，均制作在所述停止層207上，且所述氧化層208包圍所述P型包層209;
[0071 ]歐姆接觸層210，制作在所述p型包層209上；
[0072]p面電極211，制作在p型歐姆接觸層210上。
[0073]圖2b是根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導體光放大器的俯視圖，如圖2b所示，所述半導體光放大器10 2的波導為直波導301與彎曲波導302的組合體，從而減少腔面反射，增加輸出功率。
[0074]圖3a是根據(jù)本發(fā)明一實施例的平面波導光柵103的橫截面示意圖，圖3b是根據(jù)本發(fā)明一實施例的平面波導光柵的俯視圖，如圖3a和圖3b所示，所述平面波導光柵103包括:
[0075]襯底401，用于在其表面上制作平面波導光柵103的各個外延層；
[0076]隔離氧化層402，制作在所述襯底401上；
[0077]波導層403，制作在所述隔離層402上；
[0078]光柵，刻在所述波導層403上。
[0079]在本發(fā)明一實施例中，所述襯底401的制備材料為Si，所述隔離氧化層402的制備材料為Si02，所述波導層的制備材料為Si。
[0080]在本發(fā)明一實施例中，所述光柵可米用相移光柵，從而減小光柵的線寬，使激光器輸出窄線寬的激光。
[0081]在本發(fā)明另一實施例中，所述波導層為脊型波導結(jié)構(gòu)，以增加對光場的限制作用；所述光柵為布拉格光柵，所述布拉格光柵刻蝕在脊型波導的外脊上，用來減小光柵的親合系數(shù)和線寬;所述平面波導光柵103的兩側(cè)均鍍有高透膜。其中，可以采用電子束曝光等方法制作布拉格波導光柵。由圖3a中可以看出，所述平面波導光柵103的內(nèi)脊寬為W，光柵與內(nèi)脊波導間的距離為d，光柵的刻蝕深度為b，齒幅度為a，周期為Λ。通過調(diào)節(jié)光柵與內(nèi)脊波導間的距離d，光柵齒幅度a等參數(shù)，可以對光柵的耦合系數(shù)和線寬進行調(diào)制。同時利用硅材料的熱光效應，載流子色散效應等，可以對光柵的諧振波長進行調(diào)制。
[0082]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種外腔窄線寬激光器，其特征在于，所述激光器包括:半導體光放大器(102)、平面波導光柵(103)和襯底(101)，其中: 所述半導體光放大器(102)和平面波導光柵(103)鍵合到所述襯底(101)上； 所述半導體光放大器(102)的一端鍍有高反射膜，另一端鍍有高透膜； 所述平面波導光柵(103)的兩側(cè)均鍍有高透膜； 所述半導體光放大器(102)鍍有高透膜一端的端面與所述平面波導光柵(103)的一側(cè)端面相耦合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外腔窄線寬激光器，其特征在于，所述襯底(101)為圖形襯底，襯底(101)的制備材料為Si。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外腔窄線寬激光器，其特征在于，所述半導體光放大器(102)的波導為直波導與彎曲波導的組合體，直波導端面鍍有高反射膜，彎曲波導端面鍍有高透射膜。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外腔窄線寬激光器，其特征在于，所述平面波導光柵(103)為布拉格外脊波導光柵結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外腔窄線寬激光器，其特征在于，所述半導體光放大器包括: η型襯底(201)，用于在其一側(cè)表面上制作外延層材料，所述η型襯底(201)的另一側(cè)表面上制作有η面電極(212); η型InP緩沖層(202)，制作在所述η型襯底(201)上； 下限制層(203)，制作在所述η型InP緩沖層(202)上； 有源層(204)，制作在所述下限制層(203)上； 上限制層(205)，制作在所述有源層(204)上； Ρ型包層(206)，制作在所述上限制層(205)上； 刻蝕停止層(207)，制作在所述ρ型包層(206)上； 氧化層(208)和Ρ型包層(209)，均制作在所述停止層(207)上，且所述氧化層(208)包圍所述Ρ型包層(209); 歐姆接觸層(210)，制作在所述ρ型包層(209)上； Ρ面電極(211)，制作在ρ型歐姆接觸層(210)上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外腔窄線寬激光器，其特征在于，所述平面波導光柵(103)包括: 襯底(401)，用于在其表面上制作平面波導光柵(103)的外延層； 隔離氧化層(402 )，制作在所述襯底(401)上； 波導層(403)，制作在所述隔離層(402)上； 光柵，刻在所述波導層(403)上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的外腔窄線寬激光器，其特征在于，所述的平面波導光柵(103)的襯底(401)的制備材料為Si;隔離氧化層(402)的制備材料為Si02;波導層(403)的制備材料為Si。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的外腔窄線寬激光器，其特征在于，所述光柵為相移光柵。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的外腔窄線寬激光器，其特征在于，所述波導層為脊型波導結(jié)構(gòu)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的外腔窄線寬激光器，其特征在于，所述光柵為布拉格光柵，所述布拉格光柵刻蝕在脊型波導的外脊上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種外腔窄線寬激光器，該激光器包括：半導體光放大器、平面波導光柵和襯底，其中：所述半導體光放大器和平面波導光柵鍵合到所述襯底上；所述半導體光放大器的一端鍍有高反射膜，另一端鍍有高透膜；所述平面波導光柵的兩側(cè)均鍍有高透膜；所述半導體光放大器鍍有高透膜一端的端面與所述平面波導光柵的一側(cè)端面相耦合。本發(fā)明提供的外腔窄線寬激光器，具有窄線寬，高功率，低噪聲及高的頻率穩(wěn)定性等特點，可應用于高階調(diào)制格式及相干探測系統(tǒng)中，為下一代光纖通信系統(tǒng)提供發(fā)射源和本征源激光器。
【IPC分類】H01S5/343, H01S5/06, H01S5/14
【公開號】CN105428998
【申請?zhí)枴緾N201510999578
【發(fā)明人】劉建國, 于麗娟, 蘇亞嫚, 祝寧華
【申請人】中國科學院半導體研究所
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月28日