CN103337788A - 基于重构—等效啁啾的非对称结构的dfb半导体激光器及制备 - Google Patents

基于重构—等效啁啾的非对称结构的dfb半导体激光器及制备 Download PDF

Info

Publication number
CN103337788A
CN103337788A CN201310146938XA CN201310146938A CN103337788A CN 103337788 A CN103337788 A CN 103337788A CN 201310146938X A CN201310146938X A CN 201310146938XA CN 201310146938 A CN201310146938 A CN 201310146938A CN 103337788 A CN103337788 A CN 103337788A
Authority
CN
China
Prior art keywords
grating
phase shift
equivalent
laser
semiconductor laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310146938XA
Other languages
English (en)
Inventor
施跃春
陈向飞
郭仁甲
刘瑞
李思敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University
Original Assignee
Nanjing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University filed Critical Nanjing University
Priority to CN201310146938XA priority Critical patent/CN103337788A/zh
Publication of CN103337788A publication Critical patent/CN103337788A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本发明提出了利用重构—等效啁啾(REC)的非对称结构的DFB半导体激光器,通过非对称等效π(λ/4)相移或π/2(λ/8)相移或其它相移量的DFB半导体激光器;内置布拉格光栅是等效相移光栅,相移光栅的设置是利用光栅取样结构得到非对称等效相移,激光器两侧端面都镀高透膜(AR)或不镀膜但谐振腔波导呈弧形;相移光栅设置使等效相移的位置偏在需要大的光功率的出光面的一侧,相移左侧光栅和相移右侧光栅的不同的长度比例实现的激光器两端面出光功率比(P1:P2),相移光栅的等效相移为π(λ/4)相移或π/2(λ/8)相移或其它相移量。

Description

基于重构—等效啁啾的非对称结构的DFB半导体激光器及制备
一、技术领域
本发明属于光电子技术领域,涉及光纤通讯、光子集成以及其他光电信息处理。尤其是基于重构——等效啁啾技术的非对称结构的DFB半导体激光器以及阵列及制备。 
二、背景技术
DFB半导体激光器是指分布式反馈激光器,内置布拉格光栅反馈的激光器。由于DFB激光器内部光栅的很好的滤波特性,能够筛选出各种不同波长,但能够准确地筛选中心波长非常困难。近年光通信的信息容量呈现***式的增长,而承载这个庞大网络通讯的是光纤和各种光通讯器件组成的光纤网络***。目前,光网络主要由各种分立的光子器件组成。它们由独立的结构,独立的封装等制作方法实现。但是随着光信息容量的进一步增加,目前这种光器件的组成形式将带来很多问题。比如***非常复杂而庞大,能耗大量增加,管理成本也迅速增加。这些问题导致了现有的网络实现方法将很难进一步的维持下去。为了解决这些问题,光子集成技术被普遍认为是该问题的主要解决方法而受到广泛的关注和研究。光子集成回路和目前的电子集成回路是等价的。它将很多个功能光子器件集成在同一个半导体衬底上,以实现一个特定的功能。比如美国英飞朗公司(Infinera Corp.)将10个光探测器、多波长DFB半导体激光器、电吸收调制器、放大器以及一个阵列波导光栅(AWG)集成在一个InP衬底上实现10*10Gb/s的波分复用(WDM)发射芯片[1]。在很多光子集成芯片中都需要多波长的激光器光源。因此,集成多波长DFB半导体激光器阵列是其中非常关键的元件[2]。但是,它的低成本制造目前还比较困难。对于单个DFB半导体激光器阵列的制造主要有两方面的关键问题。其一,DFB激光器阵列中每个激光器波长的准确以及单独的控制,这需要每个激光器光栅周期的准确控制。其二,一个多波长阵列的成品率是每个激光器成品率的激光器个数的指数倍,所以,如果整个阵列芯片有比较好的成品率,每个激光器需要很高的成品率。对于上面的两个问题,目前主要的解决方法有,利用电子束曝光技术精确控制每一个激光器的光栅周期,同时在光栅中间位置***π相移。同时,激光器两端镀增透膜或者制作倾斜的谐振腔波导,避免因端面反射和端面随机相位的影响[3]。这样每个激光器的激射波长完全处于Bragg光栅光谱的禁带中心。避免了端面的随机相位对波长的影响,而且在理论上有100%的单模特性成品率。但是这种结构的激光器在实用中的不足是,激光会相等地在两个端面同时出射。这样一半的光就无法利用,斜效率低下。目前有效解决办法是非对称的相移与 非对称的光栅强度耦合系数结构。非对称相移结构是,制作不对称的相移,也就是,相移并不制作在光栅中间,而是偏到一侧;非对称光栅强度耦合系数是,相移在激光器的中间,一侧光栅的折射率调制强度小于另外一侧,这样大部分光在靠近相移的那一端面出射,从而增加了激光的利用率[4]。但是对于它的制造也面临同样的问题,相移需要纳米量级的控制,实际制作的时候比较困难。所以往往借助于电子束曝光技术。但是,电子束曝光的方法是将光栅条纹一条一条刻写,非常耗时,制作成本很高,限制了它的实际应用,如果是多波长激光器阵列,制作则更为困难。 
文献[5]和专利“基于重构—等效啁啾技术制备半导体激光器的方法及装置”(CN200610038728.9,国际PCT专利,申请号PCT/CN2007/000601)提出了一种新的制造方法。文中提出,利用一种光纤布拉格光栅的设计技术——重构—等效啁啾(REC)技术来设计DFB半导体激光器。重构—等效啁啾(REC)技术最早被应用在光纤光栅的设计,可追溯到2002年冯佳、陈向飞等人在中国发明专利“用于补偿色散和偏振模弥散的具有新取样结构的布拉格光栅”(CN02103383.8,授权公告号:CN1201513)中提出的通过引入取样布拉格光栅的取样周期啁啾(CSP)来获得所需要的等效的光栅周期啁啾(CGP)的方法。提出等效啁啾最早的文献可参考文献[6]。该技术的最大的优点是,种子光栅的周期和折射率调制不变,改变的仅仅是取样结构。通过改变取样结构,λ/4相移能够等效的引入到周期结构对应的子光栅(某一个信道)中。一般设计在±1的信道中。由于取样周期一般几个微米,所以该方法利用亚微米精度实现了纳米精度的制造。 
文献引用 
[1]David F.Welch,et.al,Large-scale InP photonic integrated ciruits:Enabling efficient scaling of optica;transport networks(大规模铟磷基光子集成回路:光传输网有效解决方案),IEEE Journal of selected topics in quantum electronics,2007,13(1):22-31 
[2]陈向飞,刘文,安俊明,刘宇,徐坤,王欣,刘建国,纪越峰,祝宁华,“多波长激光发射光子集成技术”科学通报,2011,56(25):2119-2126 
[3]Peter P.G.Mols,P.I.Kuindersma,Wilma Van Es-Spiekman,and InGrid A.F.Baele,Yield and device characteristics of DFB lasers:statistics and novel coating design in theory and experiment (DFB激光器的成品率与器件的特性:统计特性和新型镀膜的设计理论以及实验),IEEE Journal of quantum electronics,1989,25(6):1303-1313 
[4]Y.Kotai,H.Soda,H.Wakao,H.Ishikawa,S.Yamakoshi,H.Imai,High-efficiency operation of phase-adjusted DFB laser by asymmetric structure(相位调节的非对称结构DFB激光器的高效 率运作特性),Electronics Letters,22(9):462-463 
[5]Yitang Dai and Xiangfei Chen,DFB semiconductor lasers based on reconstruction-equivalent-chirp technology(基于重构—等效啁啾技术的DFB半导体激光器),Optics Express,2007,15(5):2348-2353 
[6]Xiangfei Chen et.al,Analytical expression of sampled Bragg gratings with chirp in the sampling period and its application in dispersion management design in a WDM system(带有取样周期啁啾的取样布拉格光栅的分析表达式和它在波分复用***色散管理的应用),IEEE Photonics Technology Letters,12,pp.1013-1015,2000 
三、发明内容
本发明的目的在于基于重构—等效啁啾(REC)技术设计非对称的激光器结构(非对称的等效相移和非对称的取样占空比),激光器两个端面镀增透膜或者是倾斜的波导,这样避免端面的随机相位造成的激射波长的漂移以及单模特性的下降,但是能控制大部分光在一个端面出射,增加光的利用率。 
本发明的技术方案:一种利用重构—等效啁啾(REC)技术的非对称结构的DFB半导体激光器,重构—等效啁啾非对称等效π(λ/4)相移或π/2(λ/8)相移或其它相移量的DFB半导体激光器;内置布拉格光栅是等效相移光栅,相移光栅的设置是利用光栅取样结构得到非对称等效相移,激光器两侧端面都镀高透膜(AR)(一般反射率小于1%)或不镀膜但谐振腔波导呈弧形;相移光栅设置使等效相移的位置偏在出光面出光多的一侧,具体的位置比例(L1:L2)为从0.2到0.5;其中L1表示相移左侧光栅的长度,L2表示相移右侧光栅的长度,相移左侧光栅和相移右侧光栅的不同的长度比例实现的激光器两端面特定的出光功率比(P1:P2),具体的按实际需要的P1:P2而定;相移光栅的等效相移为π(λ/4)相移或π/2(λ/8)相移或其它相移量。 
利用重构—等效啁啾的非对称结构的多波长DFB半导体激光器阵列,每个激光器内置布拉格光栅是等效相移光栅,相移光栅的设置是利用光栅取样结构得到非对称等效相移,每个激光器两侧端面都镀高透膜(AR)或不镀膜但谐振腔波导呈弧形;相移光栅设置使等效相移的位置偏在出光面出光多的一侧,具体的位置比例(L1:L2)为从0.2到0.5;其中L1表示相移左侧光栅的长度,L2表示相移右侧光栅的长度,相移左侧光栅和相移右侧光栅的不同的长度比例实现的激光器两端面出光功率比(P1:P2)也不一样。具体比例按实际需要的P1:P2而定;相移光栅的等效相移为π(λ/4)相移或π/2(λ/8)相移或其它相移量。每个激光器可设置不同的取样周期,控制激射波长,实现多波长激光器阵列。 
利用重构—等效啁啾(REC)的非对称结构DFB半导体激光器或多波长DFB半导体激光器阵列,其特征是内置布拉格光栅是等效相移光栅,利用取样占空比设置得到非对称的折射率调制强度的DFB半导体激光器或多波长DFB半导体激光器阵列,内置布拉格光栅是等效相移光栅且在激光器腔的中间,每个激光器两侧都镀高透膜(AR)反射率小于1%或者是不镀膜但谐振腔波导呈弧形;改变取样占空比γ(在一个取样周期内,有光栅的长度与取样周期的比值)可以改变光栅的折射率调制强度。光在谐振中更容易从反射率小的那个端面出射。不同的取样占空比具有不同的出射光强。取样占空比的设置在需要出光功率大的端面一侧取样占空比为Y1<0.5或者Y1>0.5,另一侧的取样占空比Y2=0.5;具体Y1大小根据所需要的端面出射功率比(P1:P2)来设计;相移光栅的等效相移为π(λ/4)相移或π/2(λ/8)相移或其它相移量。也可以同时设置相移的位置和取样占空比的大小来控制两个出光端面的出光功率的具体值和比例(L1:L2)。多波长DFB半导体激光器阵列中设计每个激光器的取样周期P来确定激射波长,形成多波长DFB激光器阵列。 
本发明有益效果是,在现有REC技术基础上进一步提出了利用REC技术来制作非对称结构的DFB激光器以及阵列:非对称等效相移与非对称取样占空比。对于非对称等效相移,等效相移偏离激光器中心,激光器两侧都镀增透膜或者是设计端面倾斜的波导;对于非对称的取样占空比:等效相移依旧在激光器腔的中间,两侧的取样占空比不一样,相移一侧的占空比不等于0.5,另一侧等于0.5。这样,对应的占空比不等于0.5的那一个端面,出射的光功率比较大。也可以同时设置相移偏向出光功率大的一侧,同时取样占空比在出光功率大的一侧不等于0.5。两种非对称结构中,激光器的光大部分集中在腔的一个端面出射,同时不会因端面随机相位的影响而造成激射波长的漂移和单模特性(边模抑制比)的退化。同时如果控制不同激光器的取样周期,可以实现不同的激射波长,实现激光器阵列。 
本发明通过利用相移、啁啾、光栅折射率耦合系数等设计取样光栅的方法等效的实现。在本方案中,为了增加单模成品率和波长控制能力,激光器两端面镀增透膜,同时让相移偏离激光器的中心位置;或者在等效相移两侧制作不同的取样占空比等效改变光栅的耦合系数。这样激光器的一个端面发出更多的光从而增加光的利用率,同时消除端面随机相位对激光器的影响,增加单模成品率和波长控制能力。尤其是在制作DFB半导体激光器阵列中,可以提高单片集成半导体激光器阵列的输出功率的斜效率,成品率和波长控制能力。 
附图说明:
图1、非对称等效相移的DFB激光器结构示意图; 
图2、非对称等效相移的DFB激光器原理图; 
图3、相移分别处于L1:L2=1:3(a)和(b)1:1的时候的内部光场分布图。 
图3、为某一激光器参数下激光器腔内部的光场分布。(a)为非对称等效相移DFB激光器示意图,(b)为对称等效相移DFB激光器示意图。 
图4、DFB半导体激光器KL=2.4L=400μm情况下的端面1与总输出功率与L1:L2的比值的曲线关系。 
图5、四通道非对称等效相移DFB半导体激光器阵列每个激光器具有不同的取样周期P。 
图6、±1级子光栅的傅里叶系数F与取样占空比γ的关系。 
图7、非对称取样占空比,其中(a)γ1<0.5,γ2=0.5;(b)γ1>0.5,γ2=0.5。 
图8、激光器内部光场分布与非对称取样占空比Y的关系。 
图9、等效π相移靠近端面1,γ1>0.5。 
图10、取样光栅制作示意图,其中(a)步骤一,(b)为步骤二。 
具体实施方案:
1、取样光栅的制作 
本发明中DFB半导体激光器一般应用III-V族化合物半导体材料,如GaAlAs/GaAs,InGaAs/InGaP,GaAsP/InGaP,InGaAsP/InP,InGaAsP/GaAsP等)。同时也可应用于II-VI族化合物半导体材料、IV-VI族化合物半导体材料等各种三元化合物、四元化合物半导体材料。此外,本发明也可应用于掺铝半导体材料(例如AlGaInAs),用于制造无制冷、温度特性良好的半导体激光器。为了减小激光器端面反射的影响,可以在两侧端面镀上增透膜。本发明的激光器制造关键在做取样光栅结构,其具体的制造方法是: 
(1)首先在光刻版(光掩膜)上设计并制作基于重构—等效啁啾技术的非对称取样图案,即该取样结构具有非对称的等效λ/4或λ/8等相移,或者非对称的取样占空比等结构,或者是两者的综合设计。 
(2)在晶片上刻光栅的方法是常规刻写取样光栅的方法,如图7所示,分两步:第一步,使用全息曝光技术在光刻胶上形成均匀光栅图案;第二步通过带有非对称结构的等效光栅对应的具有取样图案的光刻版进行普通曝光,把该模板的图案复制到晶片的光刻胶上;在光刻胶上形成取样图案,再腐蚀晶片在晶片上形成相应的DFB光栅图案。两步的曝光顺序可根据工艺互换。图10是基于重构—等效啁啾技术(REC技术)和等效切趾技术相结合的取样光栅刻写方法示意图。即取样光栅制作示意图。 
2、基于REC技术的非对称结构DFB激光器以及阵列 
分布反馈半导体激光器的结构是,在n型衬底材料上由外延n型InP缓冲层、非掺杂晶 格匹配的InGaAsP波导层、应变InGaAsP多量子阱、InGaAsP光栅材料层、InGaAsP波导层、InP限制层和InGaAs欧姆接触层顺次构成;InGaAsP光栅材料层的光栅是取样布拉格光栅,即为用作激光激射的等效光栅;激光激射的等效光栅的表面采用200-400nm厚的SiO2绝缘层。 
下面描述工作波长在1550nm范围,基于重构—等效啁啾的非对称DFB激光器以及阵列的制作。 
掩膜板制作:使用普通微电子工艺制作非对称取样结构所需要的取样的掩模板。 
器件的外延材料主要通过MOVPE技术制作,描述如下:首先在n型衬底材料上一次外延n型InP缓冲层(厚度200nm、掺杂浓度约1.1×1018cm-2)、100nm厚的非掺杂晶格匹配InGaAsP波导层(下波导层)、应变InGaAsP多量子阱(光荧光波长1.52微米,7个量子阱:阱宽8nm,0.5%压应变,垒宽10nm,晶格匹配材料)和100nm厚的p型晶格匹配InGaAsP(掺杂浓度约1.1×1017cm-2)上波导层。接下来通过所设计的具有非对称结构的取样图案的掩模板和全息干涉曝光的方法在上波导层形成所需激光器的光栅结构。取样光栅制作好后,再通过二次外延生长p-InP和p型InGaAs(100nm,掺杂浓度大于1×1019cm-2),刻蚀形成脊形波导和接触层,脊波导长度为400微米,脊宽3微米,脊侧沟宽20微米,深1.5微米。再通过等离子加强化学汽相沉积法(PECVD)将脊形周围填充SiO2或有机物BCB形成绝缘层。最后镀上Ti-Au金属P电极。 
器件两端面都镀上增透膜(AR)。激光器的阈值电流典型值为10mA左右,边模抑制比达到40dB以上。 
1、非对称等效相移DFB半导体激光器的原理: 
图1给出了非对称等效相移的结构原理图,激光器两侧端面镀高透膜。L1表示相移左侧光栅的长度,L2表示相移右侧光栅的长度。等效相移偏向激光器端面某一侧(这里是左侧)。可以将等效相移两侧的光栅看成是反射镜。显然,光栅腔越长,反射率越大。这样,可以看成相移右侧反射镜的反射率大于左侧反射率。大部分光将在谐振过程中被相移右侧的光栅反射回来,而在左侧的光栅端口出射。所以,左侧的发光功率P1大于右侧的发光功率P2,如图2非对称等效相移的DFB激光器原理图所示。 
图3给出了某一激光器参数下激光器腔内部的光场分布。(a)为非对称等效相移DFB激光器,图中L1:L2=1:3;(b)为对称等效相移,1:1的时候的内部光场分布。图给出了某一激光器参数下激光器腔内部的光场分布。图3(a)为非对称等效相移DFB激光器中,其中L1:L2=1:3,端面1的出光功率为2.98mW,端面2的出光功率为0.63,功率比为4.73。 出光总功率为3.61mW。图3(b)为对称等效相移,L1:L2=1:1的时候,两端出光功率都为2.12mW。总出光功率是4.24mW。虽然总的出光功率有所减弱。但是端面1的出光功率增加。 
2、非对称等效相移DFB半导体激光器的性能: 
相移的位置也即L1:L2的值对激光器的出总功率Ptotal=P1+P2以及P1和P2的影响很大。一般而言,当L1:L2小于0.5的时候,总功率随L1:L2的减小而减小。端面1的出射功率P1随L1:L2的减小先增加后减小,如图4所示:KL=2.4 L=400μm情况下的端面1与总输出功率与L1:L2的比值的曲线关系。随着L1:L2的减小,阈值也会增加,主边模阈值增益差会减小。所以相移位置需要根据实际性能要求,需要进行优化设计。 
3、多波长非对称等效相移DFB半导体激光器阵列: 
多波长非对称等效相移DFB半导体激光器阵列的光栅设计与传统对称的等效相移DFB半导体激光器阵列的设计时一样的。可以设计不同的激光器取样周期P来控制激射波长,如图5四通道非对称等效相移DFB半导体激光器阵列每个激光器具有不同的取样周期P。具体可以根据“基于重构—等效啁啾技术制备半导体激光器的方法及装置”(CN200610038728.9,国际PCT专利,申请号PCT/CN2007/000601)或者相关文献[3]来设计。 
4、等效非对称光栅取样占空比DFB激光器原理: 
图6表示±1级子光栅的傅里叶系数与取样占空比的关系,由此可知±1级的折射率调制强度可以通过改变取样占空比来控制。往往在实际的设计中±1子光栅用作激光器谐振滤波器。所以改变取样占空比γ(在一个取样周期内,有光栅的长度与取样周期的比值)可以改变光栅的折射率调制强度。因为±1级子光栅的傅里叶系数F的曲线关于γ=0.5对称。所以有两种具体的等效改变折射率调制的办法。其一,γ从0到0.5;其一,γ从0.5到1.0,如图7所示:非对称取样占空比,(a)γ1<0.5,γ2=0.5;(b)γ1>0.5,γ2=0.5。原理与非对称相移DFB激光器一样。等效π相移制作在激光器的中间,两侧的光栅依旧可以看成是一组反射镜。因为其中一侧的取样占空比γ不等于0.5,所以反射率比另一侧γ=0.5的取样光栅小,光在谐振中更容易从反射率小的那个端面出射。不同的取样占空比具有不同的出射光强,如图8给出激光器内部光场分布与非对称取样占空比Y的关系。γ1=0.2时在端面1出射的光功率要大于γ1=0.3时的情况。所以,在具体设计制作中,需要根据性能要求来改变取样占空比等光栅参数。 
5、多波长等效非对称光栅耦合系数DFB激光器阵列: 
与多波长非对称等效相移DFB半导体激光器阵列的原理一样,只要特定设计每个激光器的取样周期P,则可以控制每个激光器激射波长。这样就可以实现多波长DFB激光器阵列。 
6、非对称等效相移与非对称取样占空比综合设计的DFB激光器以及阵列 
可以同时设计非对称相移的位置以及相移两侧的取样占空比来得到所需要的端面出光功率的性能特征。如图9,等效π相移靠近端面1,取样占空比γ1>0.5。这样更加有利于端面1出射更多的光功率。以此也可以设计非对称的DFB激光器以及阵列。 
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。 

Claims (7)

1.一种利用重构—等效啁啾(REC)的非对称结构的DFB半导体激光器,其特征是利用重构—等效啁啾(REC)技术的非对称等效π(λ/4)相移或π/2(λ/8)相移或其它相移量的DFB半导体激光器;内置布拉格光栅是等效相移光栅,相移光栅的设置是利用光栅取样结构得到非对称等效相移,激光器两侧端面都镀高透膜(AR)(一般反射率小于1%)或不镀膜但谐振腔波导呈弧形;相移光栅设置使等效相移的位置偏在需要大的光功率的出光面的一侧,具体的位置比例(L1:L2)为从0.2到0.5;其中L1表示相移左侧光栅的长度,L2表示相移右侧光栅的长度,相移左侧光栅和相移右侧光栅的不同的长度比例实现的激光器两端面出光功率比(P1:P2),具体长度按实际需要的P1:P2而定;相移光栅的等效相移为π(λ/4)相移或π/2(λ/8)相移或其它相移量。
2.根据权利要求1所述的利用重构—等效啁啾(REC)的非对称结构DFB半导体激光器阵列,其特征是半导体激光器阵列为多波长DFB半导体激光器阵列;等效相移的相移偏移量是π(λ/4)、π/2(λ/8)或其他相称值;激光器两侧都镀高透膜(AR)反射率小于1%或者是不镀膜,但是谐振腔波导呈弧形;等效相移多波长是设置激光器不同的取样周期P控制每个激光器的出射波长,实现多波长激光器阵列;相移的位置偏在需要大的出光端面的一侧,具体的位置比例(L1:L2)为从0.2到0.5;不同的长度比例实现的出对应的光功率比(P1:P2);具体比例按P1:P2而定。
3.利用重构—等效啁啾(REC)的非对称结构DFB半导体激光器,其特征是内置布拉格光栅是相移光栅,利用取样占空比设置等效相移两侧的光栅得到DFB半导体激光器,内置布拉格光栅是相移光栅且在激光器腔的中间,每个激光器两侧都镀高透膜(AR)反射率小于1%或者是不镀膜但谐振腔波导呈弧形;取样占空比的设置是需要出光功率大的端面一侧取样占空比为Y1<0.5或者Y1>0.5,另一侧的取样占空比Y2=0.5;具体Y1大小根据所需要的端面出射功率比(P1:P2)来设计;相移光栅的等效相移为π(λ/4)相移或π/2(λ/8)相移或其它相移量。
4.根据权利要求3所述的利用重构—等效啁啾(REC)的非对称结构DFB半导体激光器或多波长DFB半导体激光器阵列,其特征是多波长DFB半导体激光器阵列中设计每个激光器的取样周期P来确定激射波长,形成多波长DFB激光器阵列。
5.利用重构—等效啁啾(REC)的非对称结构DFB半导体激光器;其特征是以光栅取样结构的非对称等效相移以及取样占空比综合的方法设置DFB半导体激光器;等效相移量是π(λ/4)、π/2(λ/8)或者其他值,且靠近出光功率大的端面一侧,每个激光器两侧都镀高透膜(AR)反射率小于1%或者是不镀膜但谐振腔波导呈弧形;同时,在需要出光功率大的端面那一侧取样占空比为Y1<0.5或者Y1>0.5,另一侧的取样占空比Y2=0.5;具体Y1大小以及相移位置与出光功率大一侧端面的距离根据所需要的端面出射功率比(P1:P2)来设定。
6.根据权利要求5所述的利用重构—等效啁啾(REC)非对称结构设计多波长DFB半导体激光器阵列;其特征是多波长DFB半导体激光器阵列中,设置每个激光器的取样周期P来确定激射波长,形成多波长DFB激光器阵列。
7.根据权利要求2所述的利用重构—等效啁啾(REC)非对称结构设计多波长DFB半导体激光器阵列;其特征是每个激光器设置不同的取样周期,控制激射波长,实现多波长激光器阵列。
CN201310146938XA 2013-04-24 2013-04-24 基于重构—等效啁啾的非对称结构的dfb半导体激光器及制备 Pending CN103337788A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310146938XA CN103337788A (zh) 2013-04-24 2013-04-24 基于重构—等效啁啾的非对称结构的dfb半导体激光器及制备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310146938XA CN103337788A (zh) 2013-04-24 2013-04-24 基于重构—等效啁啾的非对称结构的dfb半导体激光器及制备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103337788A true CN103337788A (zh) 2013-10-02

Family

ID=49245906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310146938XA Pending CN103337788A (zh) 2013-04-24 2013-04-24 基于重构—等效啁啾的非对称结构的dfb半导体激光器及制备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103337788A (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103594924A (zh) * 2013-10-16 2014-02-19 南京威宁锐克信息技术有限公司 基于重构-等效啁啾的非对称相移布拉格光栅制备激光器及制法
CN103762497A (zh) * 2013-11-06 2014-04-30 南京大学 基于重构-等效啁啾和等效半边切趾的dfb半导体激光器及制备方法
CN103972790A (zh) * 2014-05-20 2014-08-06 南京大学 基于重构-等效啁啾的非对称相移和等效切趾取样光栅及其dfb激光器
CN104124611A (zh) * 2014-05-09 2014-10-29 南京大学 基于重构-等效啁啾的单片集成注入锁定dfb激光器及阵列及其制造方法
CN105140779A (zh) * 2015-09-07 2015-12-09 南京大学 基于重构-等效啁啾技术的备份型半导体激光器
CN105356295A (zh) * 2015-11-10 2016-02-24 南京大学 基于重构-等效啁啾和纳米压印制备dfb激光器及阵列的方法
CN107332104A (zh) * 2016-04-28 2017-11-07 苏州旭创科技有限公司 非对称结构相移光栅及dfb半导体激光器
CN108155560A (zh) * 2016-12-02 2018-06-12 苏州旭创科技有限公司 非对称相移光栅及dfb半导体激光器
CN108233173A (zh) * 2016-12-22 2018-06-29 苏州旭创科技有限公司 非对称结构相移光栅及dfb半导体激光器
CN108233171A (zh) * 2016-12-13 2018-06-29 苏州旭创科技有限公司 非对称结构相移光栅及dfb半导体激光器
CN108233172A (zh) * 2016-12-22 2018-06-29 苏州旭创科技有限公司 非对称结构相移光栅及dfb半导体激光器
CN108490539A (zh) * 2018-01-27 2018-09-04 天津大学 一种用于激发少模光纤高阶模式的光栅耦合器
CN108521074A (zh) * 2018-05-21 2018-09-11 北京大学 利用不对称dbr结构实现可调谐单模激光的方法及激光器
CN110515157A (zh) * 2019-09-02 2019-11-29 南京大学(苏州)高新技术研究院 一种片上集成窄线宽反射器波导及其反射器
CN112510483A (zh) * 2020-11-30 2021-03-16 中通服咨询设计研究院有限公司 一种高功率和高速率分布反馈式激光器及其阵列

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101034788A (zh) * 2006-03-09 2007-09-12 南京大学 基于重构-等效啁啾技术制备半导体激光器的方法及装置
CN101369718A (zh) * 2008-10-06 2009-02-18 南京大学 单片集成半导体激光器阵列的制造方法及装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101034788A (zh) * 2006-03-09 2007-09-12 南京大学 基于重构-等效啁啾技术制备半导体激光器的方法及装置
CN101369718A (zh) * 2008-10-06 2009-02-18 南京大学 单片集成半导体激光器阵列的制造方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Y. KOTAI,..ETC: "high-efficiency operation of phase-adjusted DFB laser by asymmetric structure", 《ELECTRONICS LETTERS》, vol. 22, no. 9, 24 April 1986 (1986-04-24), XP000709986 *

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103594924A (zh) * 2013-10-16 2014-02-19 南京威宁锐克信息技术有限公司 基于重构-等效啁啾的非对称相移布拉格光栅制备激光器及制法
CN103762497A (zh) * 2013-11-06 2014-04-30 南京大学 基于重构-等效啁啾和等效半边切趾的dfb半导体激光器及制备方法
CN104124611A (zh) * 2014-05-09 2014-10-29 南京大学 基于重构-等效啁啾的单片集成注入锁定dfb激光器及阵列及其制造方法
CN103972790A (zh) * 2014-05-20 2014-08-06 南京大学 基于重构-等效啁啾的非对称相移和等效切趾取样光栅及其dfb激光器
CN105140779B (zh) * 2015-09-07 2019-04-26 南京大学 基于重构-等效啁啾技术的备份型半导体激光器
CN105140779A (zh) * 2015-09-07 2015-12-09 南京大学 基于重构-等效啁啾技术的备份型半导体激光器
CN105356295A (zh) * 2015-11-10 2016-02-24 南京大学 基于重构-等效啁啾和纳米压印制备dfb激光器及阵列的方法
CN107332104A (zh) * 2016-04-28 2017-11-07 苏州旭创科技有限公司 非对称结构相移光栅及dfb半导体激光器
CN108155560A (zh) * 2016-12-02 2018-06-12 苏州旭创科技有限公司 非对称相移光栅及dfb半导体激光器
CN108233171A (zh) * 2016-12-13 2018-06-29 苏州旭创科技有限公司 非对称结构相移光栅及dfb半导体激光器
CN108233173A (zh) * 2016-12-22 2018-06-29 苏州旭创科技有限公司 非对称结构相移光栅及dfb半导体激光器
CN108233172A (zh) * 2016-12-22 2018-06-29 苏州旭创科技有限公司 非对称结构相移光栅及dfb半导体激光器
CN108490539A (zh) * 2018-01-27 2018-09-04 天津大学 一种用于激发少模光纤高阶模式的光栅耦合器
CN108521074A (zh) * 2018-05-21 2018-09-11 北京大学 利用不对称dbr结构实现可调谐单模激光的方法及激光器
CN110515157A (zh) * 2019-09-02 2019-11-29 南京大学(苏州)高新技术研究院 一种片上集成窄线宽反射器波导及其反射器
CN112510483A (zh) * 2020-11-30 2021-03-16 中通服咨询设计研究院有限公司 一种高功率和高速率分布反馈式激光器及其阵列

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103337788A (zh) 基于重构—等效啁啾的非对称结构的dfb半导体激光器及制备
CN100583579C (zh) 单片集成半导体激光器阵列的制造方法及装置
CN104917051A (zh) 基于重构-等效啁啾技术的分布耦合系数dfb激光器及其阵列
CN100444482C (zh) 基于重构-等效啁啾技术制备半导体激光器的方法及装置
JP3611593B2 (ja) 半導体光素子の作製方法
CN104124611B (zh) 基于重构‑等效啁啾的单片集成注入锁定dfb激光器及阵列及其制造方法
CN103762500B (zh) 基于重构‑等效啁啾的非对称等效切趾取样光栅及激光器
CN102916340B (zh) 相移电控制取样光栅半导体激光器及其设置方法
CN102570300B (zh) 一种非对称取样光栅半导体激光器及其制作方法
CN103762497A (zh) 基于重构-等效啁啾和等效半边切趾的dfb半导体激光器及制备方法
CN105356292A (zh) 一种可调谐波长半导体激光器
CN104779520A (zh) 基于重构—等效啁啾的快速可调谐半导体激光器及制备方法
CN1333500C (zh) 一种多段式分布反馈半导体激光器
CN104701734A (zh) 一种半导体激光器及其制作方法及激光器阵列
CN105281200A (zh) 基于rec技术的集成高速数字调制wdm-pon光模块
CN105356295A (zh) 基于重构-等效啁啾和纳米压印制备dfb激光器及阵列的方法
CN101924326B (zh) 基于特殊等效相移的dfb半导体激光器
CN104638511A (zh) 基于重构-等效啁啾以及串联/并联混合集成技术的低成本可调谐半导体激光器的方法及装置
CN112290385A (zh) 多波长硅基iii-v族混合集成激光器阵列单元及制作方法
CN111326950B (zh) 基于电极光栅的双波长可调谐半导体激光器
CN103746288B (zh) 基于叠印啁啾结构的dfb半导体激光器及激光器阵列
CN105207055A (zh) 基于重构-等效啁啾的半边切趾取样光栅及dfb激光器
WO2018196689A1 (zh) 多波长混合集成光发射阵列
CN103972790A (zh) 基于重构-等效啁啾的非对称相移和等效切趾取样光栅及其dfb激光器
CN105552717B (zh) 一种基于准二维光栅的混合模式激光器、阵列及制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20131002