[实用新型]一种波长可调谐的垂直腔面发射激光器阵列

说明书

本实用新型公开了一种波长可调谐的垂直腔面发射激光器阵列，采用不同固有热阻的垂直腔面发射激光器组成并通过选择不同垂直腔面发射激光器出射激光，或通调整各垂直腔面发射激光器的输入电流来实现出射激光的波长调谐，或以上方法相结合，最终让每垂直腔面发射激光器的结温不同，来实现阵列出射激光的波长调谐。本实用新型在密集波分复用光网络、电子通信、计算机光互连中具有很大应用潜力。

技术领域

本实用新型涉及一种波长可调谐的垂直腔面发射激光器阵列。

背景技术

垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)具有体积小、相应频带宽、温度漂移小、阈值电流低、单纵模出射、发散角小、调制速率高、出射激光为圆形光斑易与光纤耦合、封装简单易于二维集成、工作寿命长等优越性能，在光纤通信、原子钟、3D传感、汽车雷达等领域的应用前景被十分看好。垂直腔面发射激光器的激光垂直于芯片表面从顶面或底面射出，出射方向由激光波长决定。

VCSEL的结构中有上、下两个分布式布拉格反射镜(DBR)，分成反射区和出射区，反射区具有99.9％以上的反射率，出射区具有99％以上的反射率，这种差异决定最终波长的出射位置。上、下分布式布拉格反射镜将有源层包裹在中间，构成的激光谐振腔使得在与腔体相垂直的方向上让往复运动的光产生谐振放大，最终达到阈值出射激光。 DBR由多种折射率差别很大且晶格常数匹配的材料层叠而得，常用的是将GaAs和AlAs 交替层叠。在这种DBR中，最好使得能量带隙大于谐振波长，以避免光被吸收。

伴随着VCSEL在密集波分复用(Dense wavelength division multiplexing,DWDM)光纤通信系统的大规模应用，业界对波长可调谐VCSEL的需求日益增强。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种波长可调谐的垂直腔面发射激光器阵列，用于实现出射激光的波长调谐。

技术方案：一种波长可调谐的垂直腔面发射激光器阵列，各垂直腔面发射激光器的固有热阻不同，各垂直腔面发射激光器采用共阳极连接，各垂直腔面发射激光器的阴极分别连接驱动电路。

进一步的，各垂直腔面发射激光器的氧化限制层的氧化孔径均不同。

进一步的，所述垂直腔面发射激光器包括：

衬底；

形成于衬底下表面的下电极；

形成于衬底上表面的缓冲层；

形成于缓冲层上表面的下分布式布拉格反射镜；

形成于下分布式布拉格反射镜上表面的有源区；

形成于有源区上表面的氧化限制层；

形成于氧化限制层上表面的上分布式布拉格反射镜；

形成于上分布式布拉格反射镜上表面的上电极。

进一步的，驱动所述阵列的驱动电路包括：

充电控制模块，用于控制电路充电；

储能模块，用于存储电能；

放电控制模块，用于控制储能模块放电；

主控电路模块，用于输出充电控制信号和放电控制信号。

进一步的，下分布式布拉格反射镜和上分布式布拉格反射镜均由具有不同折射率的化合物半导体层交替层叠而成。

进一步的，有源区包括有源层，所述有源层为具有多量子阱结构的化合物半导体层。