[发明专利]一种可调谐波长半导体激光器

说明书

本发明提供了一种可调谐波长半导体激光器，包括有源区、一段进行波导区以及光栅区，取样布拉格光栅反射谱为梳状反射谱，其中：有源区、波导区以及光栅区依序纵向相连，各区分别具有电极，在有源区中，有一部分端面镀有反射膜，同时光栅区的端面镀有低反射膜，其中有源区电极用于有源区电流注入，波导区电极及光栅区电极用于对波导进行电流注入或者通过加热的方式改变波导区波导及光栅区波导的折射率，藉由前述构造，解决了复杂光子集成器件的制作的技术问题，达成了成本低廉、适应面广及调整灵活的良好效果。

技术领域

本发明涉及通信领域技术领域，尤指一种可调谐波长半导体激光器。

背景技术

半导体激光器是光纤通信系统中的重要光源。它体积小，效率高，十分适合光纤通信系统中使用。目前光纤通信系统普遍使用波分复用方式增加单根光纤的通信容量。每一个通信信道占用一个半导体激光器，不同信道波长不同。传统的固定波长半导体激光器每种只能输出一个波长，因此在波分复用系统中，需要为每个不同的信道准备不同的半导体激光器，极大的增加了运营商的仓储压力。因此在波分系统中急需波长可调谐半导体激光器。一个波长可调谐半导体激光器可以覆盖部分或者全部通信信道，减小运营商备货种类，降低运营商仓储压力及成本。同时可调谐半导体激光器还可以广泛的应用于波分复用系统中各个光网络功能单元内，如光分叉复用器，波长转换器等。因此可调谐半导体激光器在光通信系统中具有举足轻重的作用。随着光通信系统的发展，光子集成器件得到越来越广泛的应用，而可调谐激光器作为重要的光源单元，在光子集成器件中起着举足轻重的作用。

传统的分布布拉格反射镜(DBR)激光器，其反射镜由一段连续的均匀光栅组成，激射波长仅由光栅周期与波导有效折射率决定。因此在波导有效折射率一定的情况下，要大幅度改变DBR激光器的调谐范围的起始波长，需要更改波导光栅的光栅周期。在集成器件，低成本的波导光栅一般由双光束干涉曝光法刻写，同一晶圆上的光栅周期相同，因此制作的DBR可调谐激光器起始波长也是固定的，这使得DBR激光器在光子集成器件中的应用受到限制，当需要两个起始波长不同的DBR激光器同时存在于一个光子集成器件中时，就需要在同一晶圆上更改不同DBR激光器的波导光栅的光栅周期，而要实现这一点一般需要使用电子束光刻等方法进行加工。理论上电子束光刻可以在同一晶圆上刻写任意周期的光栅，可以灵活实现不同DBR激光器起始波长的调整，但是这种方法成本高昂，产量低，并不适应工业化规模生产。亦或者可以增大激光器的调谐范围，采用四段式的取样光栅DBR激光器，拓展可调谐激光器的调谐范围，实现全部工作波长范围内的调谐。但是四段式可调谐取样光栅激光器，原理复杂，控制电路十分繁琐。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的主要目的在于提供一种可调谐波长半导体激光器。

为达成上述目的，本发明应用的技术方案是：提供一种可调谐波长半导体激光器，包括一段提供增益的半导体有源区、一段进行相位调节的无源波导区以及一段含有取样布拉格光栅的无源波导光栅区，取样布拉格光栅反射谱为梳状反射谱，其中：有源区、波导区以及光栅区依序纵向相连，各区分别具有电极，在有源区中，有一部分端面镀有反射膜，同时光栅区的端面镀有低反射膜，其中有源区电极用于有源区电流注入，波导区电极及光栅区电极用于对波导进行电流注入或者通过加热的方式改变波导区波导及光栅区波导的折射率。

在本实施例中优选，有源区、波导区以及光栅区之间的连接为直接耦合连接，或者为通过透镜通过空间光路连接。

在本实施例中优选，取样布拉格光栅包括布拉格中心波长，有源区包括增益峰，布拉格中心波长远离有源区增益峰，布拉格中心波长在增益峰短波方向，或者在增益峰长波长方向。

在本实施例中优选，布拉格中心波长与有源区增益峰相差大于50nm，以此避免激光器在布拉格中心波长处激射。

在本实施例中优选，取样布拉格光栅的取样周期为P，通过取样布拉格光栅形成梳状反射谱，其中+1或-1级反射峰处于有源区增益带宽内，取样布拉格光栅+1级反射峰或-1级反射峰与布拉格中心波长的间距由取样周期P决定。