[发明专利]基于叠印啁啾结构的DFB半导体激光器及激光器阵列

权利要求书

1.一种基于叠印啁啾结构的DFB半导体激光器，其特征在于：该激光器腔内的光栅采用叠印啁啾光栅结构，由两个完全相同纳米精度的啁啾光栅在激光器腔内纵向排列组成；所述两个啁啾光栅级联或者重叠写入；激光器腔内的光栅位于有源区上方，叠印啁啾光栅构成分布式的法布里-珀罗腔，该法布里-珀罗腔具备多波长的谐振峰，这些谐振峰在有源区的谐振位置是纵向错开的，在空间不会重叠的；整个谐振腔只包含一个电极，能够激射多个波长。

2.根据权利要求1所述的一种基于叠印啁啾结构的DFB半导体激光器，其特征在于：当所述两个啁啾光栅重叠写入时，对重叠部分折射率调制有两种处理方式：

（1）将属于任一啁啾光栅调制部分的区域，均设置为调制部分，将同时不属于两个啁啾光栅调制部分的区域设置为非调制部分；

（2）将两个啁啾光栅公共调制部分的区域设置为非调制部分，将属于任一啁啾光栅调制部分但不属于公共调制部分的区域，设置为调制部分。

3.根据权利要求1所述的一种基于叠印啁啾结构的DFB半导体激光器，其特征在于：所述两个啁啾光栅为线性啁啾光栅或非线性啁啾光栅。

4.根据权利要求1所述的一种基于叠印啁啾结构的DFB半导体激光器，其特征在于：所述叠印啁啾光栅结构由电子束曝光实现。

5.一种基于重构-等效啁啾技术的叠印啁啾结构DFB半导体激光器，其特征在于：所述激光器腔内的光栅采用采样布拉格光栅结构，所述采样布拉格光栅结构中含有对应普通布拉格光栅的等效光栅；所述激光器的激射波长在采样布拉格光栅的等效光栅的作用带宽内；所述等效光栅由重构-等效啁啾技术来设计和制作，在采样布拉格光栅上实现等效啁啾光栅结构；

所述激光器腔内采用两个采样布拉格光栅纵向级联或者重叠写入形成叠印啁啾结构，所述两个采样布拉格光栅为两个完全相同亚微米精度的采样啁啾光栅；

激光器腔内的光栅位于有源区正上方；所述叠印啁啾结构的采样啁啾光栅构成分布式的法布里-珀罗腔，该法布里-珀罗腔具备多波长的谐振峰，这些谐振峰在有源区的谐振位置是纵向错开的，在空间不会重叠；整个谐振腔只包含一个电极，能够激射多个波长。

6.根据权利要求5所述的一种基于重构-等效啁啾技术的叠印啁啾结构DFB半导体激光器，其特征在于：该激光器将所需要的-1级或+1级信道设置在激光器半导体材料的增益区内，0级信道设置在增益区外。

7.根据权利要求5所述的一种基于重构-等效啁啾技术的叠印啁啾结构DFB半导体激光器，其特征在于：所述两个采样啁啾光栅为线性啁啾光栅或非线性啁啾光栅；当所述两个采样啁啾光栅重叠写入时，对重叠部分折射率调制有两种处理方式：

（1）将属于任一采样啁啾光栅调制部分的区域，均设置为调制部分，将同时不属于两个采样啁啾光栅调制部分的区域设置为非调制部分；

（2）将两个采样啁啾光栅公共调制部分的区域设置为非调制部分，将属于任一采样啁啾光栅调制部分但不属于公共调制部分的区域，设置为调制部分。

8.根据权利要求5所述的一种基于重构-等效啁啾技术的叠印啁啾结构DFB半导体激光器，其特征在于：所述采样布拉格光栅结构的光刻采用一步全息曝光实现均匀种子光栅，然后采用一步传统亚微米精度的接触式曝光实现叠印啁啾采样布拉格光栅结构。

9.一种权利要求1-4之一所述基于叠印啁啾结构的DFB半导体激光器组成的激光器阵列，其特征在于：该激光器阵列由所述基于叠印啁啾结构的DFB半导体激光器单片集成而成。

10.一种权利要求5-8之一所述基于重构-等效啁啾技术的叠印啁啾结构DFB半导体激光器组成的激光器阵列，其特征在于：该激光器阵列由所述基于重构-等效啁啾技术的叠印啁啾结构DFB半导体激光器单片集成而成。