[发明专利]选择区域外延自脉动DFB激光器的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电子微波光源器件领域，特别涉及一种选择区域外延自脉动分布反馈(DFB)激光器的制作方法。

背景技术

多段式自脉动激光器的基本组成部分是两个分布反馈激光器，利用电流调谐或采用具有不同布拉格波长的光栅，使两个激光器的发射波长存在偏调。当自脉动激光器发出的激光照射在探测器上时，会产生一个频率等于两个分布反馈激光器发射频率之差的自脉动信号。相对于其他形式的基于激光器的微波源，多段式自脉动激光器具有结构紧凑的优点，同时其自脉动频率可以由注入电流在很大范围内灵活调节，因此其在时钟恢复和ROF领域都具有广泛的应用前景。

多段式DFB激光器产生稳定拍频自脉动的前提条件是各DFB段的布拉格波长之间存在失谐量。迄今，各个研究小组提出了许多方法来实现这一条件，如Mohrle M，et al.-(Ieee Journal of Selected Topics in QuantumElectronics 2001；7：217-223)提出在两段DFB区域中采用不同的光栅周期实现布拉格波长的失谐；Kung H CJS，LEE S L，et al.-(2005PacificRim Conference on Lasers and Electro-Optics 2005：846-847)提出在其中一段DFB区域波导层除去一薄层从而实现激射模式的偏移；NishikawaS，et al.-(Applied Physics Letters 2004；85：4840-4841)提出在其中一段DFB区域中引入1/4波长相移结构，实现自脉动拍频以及外部信号的光注入锁定等等。这些方法或者要采用多次光栅制作，或者需采用昂贵的电子束曝光设备，器件成本提高，且效率较低。另一种方法是通过改变两激光器区域的脊波导宽度来实现布拉格波长失谐，从而产生拍频自脉动，例如Wan Q，et al.(Chinese Physics Letters 2006；23：2753-2755)，这种方法对脊波导刻蚀的工艺要求比较苛刻，导致制作难度较大。

本发明采用选择区域外延生长的方法制作双区DFB自脉动激光器，只需改变掩膜介质条间距或双区掩膜介质条宽度，即可实现双区波导层厚度的改变，从而改变波导材料的有效折射率，实现两段DFB激光器的布拉格波长失谐，产生拍频自脉动。相比于其它的方法，本发明只需利用InP基激光器常规工艺，即可完成任意波长偏调的自脉动器件的制作，工艺简单，重复性好。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种选择区域外延自脉动DFB激光器的制作方法，可以获得理想的自脉动拍频。本发明公开的器件可降低制作工艺复杂性以及制作成本。

本发明提供一种选择区域外延自脉动DFB激光器的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：在InP衬底上制作两条介质掩膜图形，该两条介质掩膜图形分别包括A段、B段和过渡区；

步骤2：在制作有介质掩膜图形的衬底上外延生长多量子阱有源区；

步骤3：在多量子阱有源区上制作均匀光栅；

步骤4：腐蚀去掉介质掩膜图形对应的介质掩模，在光栅层上依次生长InP包层和电接触层；

步骤5：在介质掩膜图形的A段和B段之间刻蚀电隔离区，刻蚀深度到达InP包层的表面；

步骤6：电接触层上刻蚀脊波导结构；

步骤7：在脊波导结构上蒸镀正面电极；

步骤8：将InP衬底减薄，在减薄的InP衬底背面蒸镀背面电极；

步骤9：在管芯一端蒸镀抗反射薄膜，另一端蒸镀高反射膜，完成自脉动器件管芯的制作。

本发明制作的关键是掩膜图形尺寸的设计，它决定了两段激光器的波长失谐量以及相应的自脉动拍频频率。通过合理选择掩膜介质条间距或双区掩膜介质条宽度，可以方便地获得所需要的失谐量。此外，通过两段注入电流的分别控制可以实现宽的连续可调的频率范围。

附图说明

为了进一步说明本发明的内容，以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述，其中：

图1为介质掩膜图形的立体示意图；

图2为在n型InP衬底选择区域外延自脉动DFB激光器的结构示意图；

图3为在p型InP衬底选择区域外延自脉动DFB激光器的结构示意图；

具体实施方案

请参阅图1、图2和图3所示，本发明提供的一种选择区域外延自脉动DFB激光器的制作方法，包括以下制作步骤：