[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

说明书

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，尤其涉及光电子集成、波分多路复用、光电传感以及其他光电通信处理领域，具体涉及一种基于特殊光栅结构制作多波长分布反馈（DFB）半导体激光器的方法及装置。

背景技术

在现代光通信系统中，随着容量的急速扩充，对于器件的集成度要求越来越高，使得光电子集成芯片成为了发展的趋势。由于体积小、便于阵列集成等优势，分布反馈（DFB）半导体激光器成为最重要的有源光通信器件之一[1]。现有的文献中报道的分布反馈（DFB）半导体激光器主要是单波长或者双波长的[2-5]，多波长的单个DFB半导体激光器几乎没有被提出过。目前主要实现DFB半导体激光器多波长激射的方法是阵列集成[6-7]，即多个DFB半导体激光器进行单片的阵列集成。这种方式实现的多波长激射需要多个电源对不同的单个激光器进行供电，需要较复杂的外部电源电路，能耗较大。而本发明提出的基于叠印啁啾结构的DFB半导体激光器可以使用单个激光器实现多波长激射，只用一个电源就可以实现传统多个电源控制的半导体激光器阵列所实现的多波长激射，简化了整个系统，降低了系统能耗，更易于系统的集成化趋势的发展。由于啁啾、叠印啁啾光栅的不同位置处的尺寸是亚纳米量级的，对于加工精度要求很高，传统方法只能用复杂、成本高和耗时的电子束曝光来加工。文献[8]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）提出了利用重构-等效啁啾（REC）技术实现复杂结构的DFB半导体激光器。使用该技术，可以用一步全息曝光和一步普通亚微米量级的接触式曝光来代替亚纳米量级的电子束曝光，从而大大缩减了生产时间，大幅减低了生产成本。

现有技术文献参见如下：

[1]Duan P,Chen L,Zhang S,et al.All-optical2R regeneration based on self-induced polarization rotation in single semiconductor optical amplifier.(Chinese Sci Bull,2009)54:3704—3708.

[2]S.Akiba,M.Usami,and K.Utaka,“1.5-μmλ/4-shifted InGaAsP/InP DFB lasers,”J.Lightwave Technol.,vol.5,no.11,pp.1564–1573,Nov.1987.

[3]M.Okai,T.Tsuchiya,K.Uomi,N.Chinone,and T.Harada,“Corrugation-pitch modulated MQW-DFB lasers with narrow spectral linewidth,”IEEE J.Quantum Electron.,vol.27,no.6,pp.1767–1772,Jun.1991.

[4]C.-F.Lin,M.-J.Chen,and B.-L.Lee,“Wide-range tunable dualwavelength semiconductor laser using asymmetric dual quantum wells,”IEEE Photon.Technol.Lett.,vol.10,no.9,pp.1208–1210,Sep.1998.

[5]Simin Li,Ruoming Li,lianyan Li,Rui Liu,Liang Gao and Xiangfei Chen,“Dual Wavelength Semiconductor Laser Based on Reconstruction-Equivalent-Chirp Technique”,IEEE Photon.Technol.Lett.,vol.25,no.3,pp.299–302,Feb.2013.