[发明专利]一种分支型腔半导体可调谐激光器及制备方法

说明书

本发明提供一种分支型腔半导体可调谐激光器，包括：第一光栅(1)，具有第一周期；至少一个第二光栅(5)和第三光栅(7)，分别具有第二周期和第三周期，其位于第一光栅(1)一端的分支上；多模干涉器(4)，用于连接第一光栅(1)和至少一个第二光栅(5)和第三光栅(7)；其中，第一光栅(1)与第二光栅(5)进行选模时，通过多模干涉器(4)得到第一波长范围的激光；第一光栅(1)与第三光栅(7)进行选模时，通过多模干涉器(4)得到第二波长范围的激光；第一波长范围与第二波长范围连续。本发明通过分区注电和选择区域注电，可以实现多段调谐范围的连接，从而实现大波长范围的输出。

技术领域

本发明涉及半导体激光技术领域，具体涉及一种分支型腔半导体可调谐激光器及制备方法。

背景技术

随着信息时代的飞速发展，波分复用光网络(Wavelength DivisionMultiplexing，WDM)在现代社会越来越重要，是目前公认的解决数据飞速增长的重要途经。而在WDM系统中，少量的可调谐半导体激光器可以用来替代众多的固定波长的半导体激光器，可以实现成本的大大压缩。因此可调谐半导体激光器在WDM系统中扮演着不可缺少的角色。但目前社会上商用的可调谐半导体激光器主流是基于采样光栅(Sampled GratingDBR，SG-DBR)或者分布式反馈激光器(Distributed Feedback Laser，DFB)阵列的传统结构，它们需要电子束曝光或者全息曝光等高精度的光刻以及基于多次外延的有源/无源集成技术，使得可调谐激光器的成本到目前为止还一直存在居高不下的问题，低成本、大范围的可调谐激光器仍是一个科学难题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对上述问题，本发明提供了一种分支型腔半导体可调谐激光器及制备方法，用于至少部分解决传统可调谐激光器可调谐范围小、成本高等技术问题。

(二)技术方案

本发明一方面提供了一种分支型腔半导体可调谐激光器，包括：第一光栅1，具有第一周期；至少一个第二光栅5和第三光栅7，分别具有第二周期和第三周期，其位于第一光栅1一端的分支上；多模干涉器4，用于连接第一光栅1和至少一个第二光栅5和第三光栅7；其中，第一光栅1与第二光栅5进行选模时，通过多模干涉器4，利用游标效应得到第一波长范围的激光；第一光栅1与第三光栅7进行选模时，通过多模干涉器4，利用游标效应得到第二波长范围的激光；第一波长范围与第二波长范围连续。

进一步地，激光器在第一光栅1和多模干涉器4之间还包括：相位调节区2，其上有电注入，用于相位的精细调谐。

进一步地，激光器在第一光栅1和多模干涉器4之间还包括：增益区3，其上有电注入，用于给整个Y型腔半导体可调谐激光器提供增益。

进一步地，第一光栅1、相位调节区2、增益区3、至少一个第二光栅5和第三光栅7之间均进行电隔离，以实现分区注电。

进一步地，激光器整体是有源的，材料为半导体外延材料，泵浦方式为电注入。

进一步地，多模干涉器4与至少一个第二光栅5和第三光栅7连接处为弧形波导或直波导。

进一步地，多模干涉器4为多模干涉自成像耦合区。

本发明另一方面提供了一种根据前述分支型腔半导体可调谐激光器的制备方法，包括：S1，在外延片上生长二氧化硅保护层；S2，通过多次光刻或刻蚀将图形依次转移到外延片上；S3，去除残余二氧化硅，重新生长二氧化硅用做绝缘层，光刻并刻蚀开注电窗口并生长P面金属；S4，光刻并腐蚀金属以图形化电极，形成电隔离；S5，对外延片背面减薄磨抛；S6，在外延片背面生长N面金属，划片解理后制得分支型腔半导体可调谐激光器。

(三)有益效果