CN101826699A - 电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的制作方法 - Google Patents
电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的制作方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的制作方法，包括：选择一磷化铟衬底；在磷化铟衬底上外延制作多量子阱有源区；在多量子阱有源区上制作一光栅；在多量子阱有源区和光栅上生长光限制层；在光限制层上生长电接触层；在电接触层上制作P面电极；在P面电极上横向制作出两条电极隔离沟，该两条电极隔离沟之间为自脉动激光器的第一分布反馈激光器，一侧为自脉动激光器的第二分布反馈激光器，另一侧为电吸收调制器；衬底减薄后在整个管芯的底部制作N面电极；在管芯的一端蒸镀高反射膜，另一端蒸镀抗反射薄膜，完成器件的制作。利用本发明，降低了ROF系统发射器的功率损耗和制作成本，提高了系统的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及光电子器件领域，特别涉及一种电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的制作方法。
背景技术
多段式自脉动激光器的基本组成部分是两个分布反馈激光器，利用电流调谐或采用具有不同布拉格波长的光栅，两个激光器的发射波长存在一个几个纳米左右的偏调。当自脉动激光器发出的激光照射在探测器上时，会产生一个频率等于两个分布反馈激光器发射频率之差的自脉动信号。
相对于其他形式的基于激光器的微波源，多段式自脉动激光器具有结构紧凑的优点，同时其自脉动频率可以由注入电流在很大范围内灵活调节，因此其在毫米波光纤通信(ROF)领域具有广泛的应用前景。
对于自脉动激光器，如何将要传输的数据加载到微波信号上是其应用中的关键技术。相对于其他方法，对自脉动激光器的光输出进行直接调制具有系统复杂度低、更适合短距光纤传输(典型的无线网络范围)的优点。
目前，自脉动激光器数据直接调制加载主要使用分立的马赫曾德(MZM)调制器或电吸收(EA)调制器，导致功率损耗大，系统体积大，成本高。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的制作方法，以降低ROF系统发射器的功率损耗和制作成本，提高系统的稳定性。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的制作方法，该方法包括：
1)、选择一磷化铟衬底；
2)、在磷化铟衬底上外延制作多量子阱有源区；
3)、在多量子阱有源区上制作一光栅；
4)、在多量子阱有源区和光栅上生长光限制层；
5)、在光限制层上生长电接触层；
6)、在电接触层上制作P面电极；
7)、在P面电极上横向制作出两条电极隔离沟，该两条电极隔离沟之间为自脉动激光器的第一分布反馈激光器，一侧为自脉动激光器的第二分布反馈激光器，另一侧为电吸收调制器；
8)、衬底减薄后在整个管芯的底部制作N面电极；
9)、在管芯的一端蒸镀高反射膜，另一端蒸镀抗反射薄膜，完成器件的制作。
上述方案中，步骤2中所述多量子阱有源区为铟镓砷磷材料，厚度为70～120纳米。
上述方案中，步骤3中所述在多量子阱有源区上制作的光栅，位于多量子阱有源区的一端，其长度为多量子阱有源区长度的三分之二，其周期根据器件的发射波长而确定。
上述方案中，步骤3中所述在多量子阱有源区上制作的光栅，其在第一分步反馈激光器和第二分步反馈激光器部分的布拉格波长相同，或者有一个2纳米的偏调。
上述方案中，所述2纳米的偏调由两个激光器部分不同的光栅周期来引入，或者由两个激光器部分不同的脊条宽度来引入。
上述方案中，步骤7中所述自脉动激光器由两个分步反馈激光器组成，或者在自脉动激光器部分加入调相区或光放大区。
上述方案中，步骤7中所述在P面电极上横向制作出两条电极隔离沟采用湿法化学腐蚀法实现。
上述方案中，步骤9中所述抗反射薄膜用于减小该镀膜端面对光向器件内部的反射。
上述方案中，进一步结合弯曲波导及倾斜波导技术来减小反射。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的这种电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的制作方法，可以大大降低ROF系统发射器的功率损耗和制作成本，提高了系统的稳定性。
2、利用本发明制作的电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件，同时具有微波信号产生及传输信号加载调制功能。
附图说明
图1是本发明提供的制作电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的方法流程图；
图2是本发明制作的电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
请参照图1和图2，图2是本发明制作的电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的结构示意图，图1是本发明提供的制作电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的方法流程图，该方法包括如下制作步骤：
1)、选择一磷化铟衬底10；
2)、在磷化铟衬底10上外延制作多量子阱有源区11，为铟镓砷磷材料，厚度为70～120纳米，为满足器件不同部分的功能需要，可以采用选择区域外延技术或量子阱混杂技术得到衬底上不同区域不同的材料带隙波长；
3)、在多量子阱有源区11上部靠近有源区11一端的三分之二制作光栅12，其周期根据器件的发射波长由下式确定：
λL＝2nR，efΛ/m
其中，λL为激射波长，Λ为光栅周期，nR，ef为波导有效折射率，对于一级光栅，m＝1；
4)、在多量子阱有源区11和光栅12上生长光限制层13；
5)、在光限制层13上生长电接触层14；
6)、在电接触层14上制作P面电极15；
7)、利用湿法化学腐蚀法在P面电极15上横向制作出两条电极隔离沟16，该两条电极隔离沟16之间为自脉动激光器的第一分布反馈激光器1，一侧为自脉动激光器的第二分布反馈激光器2，另一侧为电吸收调制器3。光栅在第一步反馈激光器1和第二分步反馈激光器2两个部分的布拉格波长可以相同，也可以有一个2纳米左右的偏调，这个偏调可以由两个激光器部分不同的光栅周期来引入，也可以由两个激光器部分不同的脊条宽度来引入；自脉动激光器可以只由两个分步反馈激光器1、2组成，也可以在自脉动激光器部分加入调相区或光放大区。设两个激光器的发光频率分别为ω1和ω2，并且|ω1-ω2|＜＜ω1，ω2，当自脉动激光器的两个频率的光同时照射在探测器表面时，产生一个频率为|ω1-ω2|的光电流，即微波信号，如下式所示：
P1，P2为光功率，
为两种光的相位之差。将信号加载在反向偏置的电吸收调制器上，以实现数据的加载；
8)、衬底减薄后在整个管芯的底部制作N面电极19；
9)、在管心的一端蒸镀高反射膜17，另一端蒸镀抗反射薄膜18，完成管芯制作。抗反射薄膜17用于减小该镀膜端面对光向器件内部的反射，除抗反射膜外还可以结合弯曲波导及倾斜波导等技术来进一步减小反射。
普通的半导体激光器光谱线宽较大，并且发光波长对温度及电流的变化很敏感。所以，本发明自脉动激光器与电吸收调制器单片集成器件在应用时需要通过注入锁定技术来稳定微波频率。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的制作方法，其特征在于，该方法包括：
1)、选择一磷化铟衬底；
2)、在磷化铟衬底上外延制作多量子阱有源区；
3)、在多量子阱有源区上制作一光栅；
4)、在多量子阱有源区和光栅上生长光限制层；
5)、在光限制层上生长电接触层；
6)、在电接触层上制作P面电极；
7)、在P面电极上横向制作出两条电极隔离沟，该两条电极隔离沟之间为自脉动激光器的第一分布反馈激光器，一侧为自脉动激光器的第二分布反馈激光器，另一侧为电吸收调制器；
8)、衬底减薄后在整个管芯的底部制作N面电极；
9)、在管芯的一端蒸镀高反射膜，另一端蒸镀抗反射薄膜，完成器件的制作。
2.根据权利要求1所述的电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的制作方法，其特征在于，步骤2中所述多量子阱有源区为铟镓砷磷材料，厚度为70～120纳米。
3.根据权利要求1所述的电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的制作方法，其特征在于，步骤3中所述在多量子阱有源区上制作的光栅，位于多量子阱有源区的一端，其长度为多量子阱有源区长度的三分之二，其周期根据器件的发射波长而确定。
4.根据权利要求1所述的电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的制作方法，其特征在于，步骤3中所述在多量子阱有源区上制作的光栅，其在第一分步反馈激光器和第二分步反馈激光器部分的布拉格波长相同，或者有一个2纳米的偏调。
5.根据权利要求4所述的电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的制作方法，其特征在于，所述2纳米的偏调由两个激光器部分不同的光栅周期来引入，或者由两个激光器部分不同的脊条宽度来引入。
6.根据权利要求1所述的电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的制作方法，其特征在于，步骤7中所述自脉动激光器由两个分步反馈激光器组成，或者在自脉动激光器部分加入调相区或光放大区。
7.根据权利要求1所述的电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的制作方法，其特征在于，步骤7中所述在P面电极上横向制作出两条电极隔离沟采用湿法化学腐蚀法实现。
8.根据权利要求1所述的电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的制作方法，其特征在于，步骤9中所述抗反射薄膜用于减小该镀膜端面对光向器件内部的反射。
9.根据权利要求8所述的电吸收调制器与自脉动激光器单片集成器件的制作方法，其特征在于，该方法进一步结合弯曲波导及倾斜波导技术来减小反射。
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