[发明专利]光栅激光器及制备方法

说明书

一种光栅激光器及制备方法，该光栅激光器包括：InP衬底；InP缓冲层，形成于InP衬底的一侧；下限制层，形成于InP缓冲层上；多量子阱层，形成于下限制层上；上限制层，形成于多量子阱层上；InP间隔层，形成于上限制层上；刻蚀停止层，形成于InP间隔层上；三个间隔设置的腐蚀层，每个腐蚀层包括：InP层，形成于刻蚀停止层上；InGaAs层，形成于InP层上；其中，三个腐蚀层沿着预设方向延伸，相邻的两个腐蚀层与两个腐蚀层之间的刻蚀停止层形成矩形槽结构；氧化硅钝化牺牲层，形成于矩形槽结构的侧壁和底部；多个光栅填充层，多个光栅填充层沿着预设方向依次排布在矩形槽结构中，多个光栅填充层形成布拉格光栅结构。

技术领域

本发明涉及光电技术领域，特别涉及光栅激光器及制备方法。

背景技术

基于InP材料的半导体激光器是光通信系统中重要的光源器件，它具有体积小、功耗低、易于集成及可调制的优点。为了避免在传输过程中出现严重的色散等问题，通信用的激光器要有较好的单模特性。

引入分布反馈光栅结构是获得单模工作的半导体的重要手段，这种激光器成为分布反馈激光器。传统的DFB激光器的光栅位于量子阱层和InP包层之间。制作传统的DFB激光器需要两次MOCVD生长，即第一次生长获得多量子阱层，在完成光栅制作后进行第二次外延，生长InP包层材料。这种光栅制作方法工艺复杂，需要二次外延，加工耗时长，不利于批量生产。为了简化工艺，人们开发了一种具有侧壁耦合光栅结构的DFB激光器，在单次外延中获得量子阱以及包层材料，之后制作位于脊波导两侧侧壁的光栅。虽然工艺简单，但是光栅表面不平整，光损耗较大，光功率较小，并且加工精度要求较高，制作过程需要用到电子束曝光制作，价格昂贵。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种光栅激光器及制备方法以期至少部分地解决上述提及、以及其他方面的至少一种技术问题。

作为本发明的第一个方面，提供了一种光栅激光器，包括：

InP衬底；

InP缓冲层，形成于所述InP衬底的一侧；

下限制层，形成于所述InP缓冲层上；

多量子阱层，形成于所述下限制层上；

上限制层，形成于所述多量子阱层上；

InP间隔层，形成于所述上限制层上；

刻蚀停止层，形成于所述InP间隔层上；

三个间隔设置的腐蚀层，每个所述腐蚀层包括：

InP层，形成于所述刻蚀停止层上；

InGaAs层，形成于所述InP层上；

其中，三个所述腐蚀层沿着预设方向延伸，相邻的两个所述腐蚀层与两个所述腐蚀层之间的所述刻蚀停止层形成矩形槽结构；

氧化硅钝化牺牲层，形成于所述矩形槽结构的侧壁和底部；

多个光栅填充层，多个所述光栅填充层沿着所述预设方向依次排布在所述矩形槽结构中，多个所述光栅填充层形成布拉格光栅结构；

其中，所述多量子阱层中的电子和空穴复合，产生激光，多个所述光栅填充层适用于对所述激光的波长进行选择，中间的所述腐蚀层为脊波导，适用于对所述激光的模式进行限制。

根据本发明的实施例，上述光栅激光器，还包括：

远场衰减层，形成于所述InP缓冲层和所述下限制层之间，适用于使所述激光的光斑集中；

所述远场衰减层的材料为InGaAsP。

根据本发明的实施例，上述光栅激光器，还包括：