[发明专利]单片集成互注入型窄线宽半导体激光器在审
申请号: | 201910071591.4 | 申请日: | 2019-01-24 |
公开(公告)号: | CN109616870A | 公开(公告)日: | 2019-04-12 |
发明(设计)人: | 刘建国;于海洋;杨成悟;邹灿文;郭锦锦 | 申请(专利权)人: | 中国科学院半导体研究所 |
主分类号: | H01S5/34 | 分类号: | H01S5/34;H01S5/343;H01S5/12 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人: | 李坤 |
地址: | 100083 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 源区 对接层 单片集成 窄线宽 半导体激光器 上包层 上表面 下包层 下表面 注入型 第二电极 第一电极 激射波长 降低器件 频率噪声 传统的 激光线 功耗 跳模 外腔 锁定 | ||
本公开提供了一种单片集成互注入型窄线宽半导体激光器。下包层、第一有源区、第二有源区、对接层、上包层、第一电极层和第二电极层;其中第一有源区、第二有源区通过对接层相连;第一有源区、第二有源区和对接层的下表面均与下包层的上表面相连,其中第一有源区、第二有源区和对接层的上表面均与上包层的下表面相连。本公开中第一有源区和第二有源区通过对接层实现互注入作用,在抑制频率噪声,压窄激光线宽的同时,对激射波长实现锁定,避免了传统的利用外腔压窄线宽结构的跳模危险,提高了频率的稳定性;同时本公开中采用的单片集成,利于完善器件的功能、提高器件的性能、减少器件的体积、降低器件的功耗,从而显著地降低了器件的成本,提高了器件的可靠性。
技术领域
本公开涉及光电技术领域,尤其涉及一种单片集成互注入型窄线宽半导体激光器。
背景技术
光纤通信系统是现代通信网络的核心组成部分,随着单通道高阶调制解调技术和多通道密集复用技术的应用,光纤通信系统在进一步追求高速大容量干线传输的同时,也逐步向以集成化和智能化为特征,以城域网、接入网和智能光网络为发展重点的新一代光纤通信网络演进。在光通信系统中,对相干光通信光源的要求将越来越高。
光纤通信系统中作为光源的半导体激光器具有直接的电-光转换、快速直接调制等特点,并且具有寿命长、体积小、重量轻、低功耗、价格便宜、易于集成等优点。传统的基于相移光栅的DFB激光器和DBR激光器都具有很宽的光谱宽度,而基于长外腔的半导体激光器则很容易产生跳模,并且对外部环境如温度、震动等的影响较为敏感,因此都很难直接应用于可实现高速信号传输的高阶调制解调技术中。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本公开提供了一种单片集成互注入型窄线宽半导体激光器,以至少部分解决以上所提出的技术问题。
(二)技术方案
根据本公开的一个方面,提供了一种单片集成互注入型窄线宽半导体激光器,包括:下包层;第一有源区,生长于所述下包层上;所述第一有源区自下而上包括:第一多量子阱层和第一相移光栅层;第二有源区,生长于所述下包层上;所述第二有源区自下而上包括:第二多量子阱层和第二相移光栅层;对接层,生长于所述下包层上,所述对接层两端分别与第一有源区和第二有源区连接;上包层,生长于所述第一有源区的第一相移光栅层、所述第二有源区的第二相移光栅层和对接层上;第一电极层和第二电极层,分别生长于所述上包层上,用于引导注入电流。
在本公开的一些实施例中,所述下包层自下而上包括:N电极层、基底、缓冲层和下限制层;所述第一有源区生长于所述下限制层上。
在本公开的一些实施例中,所述上包层自下而上包括:上限制层和刻蚀阻止层;上限制层生长于所述第一有源区的第一相移光栅层、所述第二有源区的第二相移光栅层和对接层上。
在本公开的一些实施例中,所述第一电极层自下而上包括:第一欧姆接触层和第一p电极层;所述第二电极层自下而上包括:第二欧姆接触层和第二p电极层;所述第一欧姆接触层和第二欧姆接触层分别生长于所述上包层上。
在本公开的一些实施例中,所述第一有源区的长度占所述下包层长度的20%~30%;所述第二有源区的长度占所述下包层长度的20%~30%。
在本公开的一些实施例中,所述对接层和所述上限制层为无源区,所述无源区的长度占所述下包层长度的40%~60%。
在本公开的一些实施例中,所述第一相移光栅层和第二相移光栅层分别进行单纵模激光输出;所述第一相移光栅层包括单个λ/4相移结构、两个λ/8相移结构、光栅周期调制结构和非对称相移光栅结构中任一种;所述第二相移光栅层包括单个λ/4相移结构、两个λ/8相移结构、光栅周期调制结构和非对称相移光栅结构中任一种。
在本公开的一些实施例中,所述第一相移光栅层不与所述对接层相连的一端镀有高反膜。
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