CN104600561A - 一种具有高单模成品率的渐变脊波导分布反馈激光器 - Google Patents

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Abstract

一种高单模成品率的分布反馈激光器,包括激光谐振腔、布拉格光栅;布拉格光栅为啁啾光栅或者等效的啁啾光栅,并位于谐振腔内,其等效折射率沿谐振腔腔长方向是变化的;该激光器的模式增益沿谐振腔腔长方向变化;该激光器输出单纵模。本发明由于采用啁啾光栅或者等效的啁啾光栅,同时使激光器的模式增益沿腔长方向变化,并通过在激光器两端面分别镀高反膜和增透膜配合,能够提高激光器在布拉格阻带指定的一边,即蓝边或者红边光激射的概率,进而提高激光器的单模成品率。本发明的技术方案能够有效解决现有DFB激光器单模成品率低的问题,并且该DFB半导体激光器与传统脊波导DFB激光器的制备工艺几乎相同,因而制作成本相当。

Description

一种具有高单模成品率的渐变脊波导分布反馈激光器
技术领域
本发明属于激光器领域,更具体地,涉及一种高单模成品率的分布反馈激光器。
背景技术
随着光通信技术的日益快速地发展,目前对半导体激光器的需求日益增加。由于分布式反馈半导体激光器(DFB-LD)能在更宽的工作温度和工作电流范围内抑制模式跳变,保证单纵模输出,因此普遍的应用于光通信领域中。
一般的DFB半导体激光器采用均匀光栅,其反馈方式主要是利用光栅中的折射率周期性变化产生的,即折射率耦合(Index-Coupling)。在端面反射率为0的理想情况下,这种激光器存在两个简并的纵模,这两个纵模对称分布在布拉格波长两边。也就是说,折射率耦合DFB半导体激光器原理上是双模工作的。
实际的DFB半导体激光器中,激光器两端面是存在反射的,由于解理的原因,激光器端面反射的相位具有随机性。在折射率耦合DFB激光器中,由于端面反射和相位的存在,模式简并在一定程度上被消除,因此器件可以实现单纵模工作。但是由于端面反射相位具有随机性,导致激光器单模的成品率低。在实际中一般将激光器一端镀HR膜(即,高反膜),另一端镀AR膜(即,增透膜),虽然利用这种方法能使DFB半导体激光器静态工作时的边模抑制比达到30dB,但是在高速调制时,边模抑制比会出现明显的减小。此类均匀光栅DFB激光器的另一主要问题是即便为单模工作,其激射模具有布拉格蓝边波长与红边波长的概率各占一半,当需要精确指定工作波长时,成品率还要再减少一半。
为了达到更好的单模工作效果及单模成品率,可以采用在光栅的中心引入一个四分之一波长(λ/4)相移区的方法[1]。该方法的优点是其模式的阈值增益差大,可以实现激光器在布拉格波长上的单模工作,但是它的光栅制作工艺比较复杂,成本较高,而且由于腔的对称性使其两边光的输出功率为一致,于是在实际使用中因为只有一边的功率可被光纤耦合输出而有一半的光功率被浪费。除此之外,很多方案被提出以解决DFB半导体激光器双模工作的缺点,例如增益耦合DFB-LD、损耗耦合DFB-LD以及二阶光栅DFB-LD。H.Kogelnik首先提出增益耦合和损耗耦合DFB半导体激光器的概念[2]。随后,Y.Nakano[3]报道了单纵模工作的损耗耦合DFB-LD,虽然它的边模抑制比高,抗端面反射影响,但是由于在光栅中引入损耗,所以导致其阈值大。Y.Luo[4]报道出利用MOCVD制作的增益耦合的DFB半导体激光器。G.P.Li[5]报道了部分增益耦合的1.55μm应变层多量子阱DFB半导体激光器,它们具有单模产量高,边模抑制比高,抗端面反射影响等优点,但是由于在光栅制作中要刻蚀到有源区,使得其工艺难度大,容易在有源区引入大量的非辐射复合缺陷,使得激光器性能不稳定,成品率低,寿命短,因此没有被广泛的应用。
上个世纪七八十年代二阶光栅DFB半导体激光器被提出[6-7]。九十年代初,C.M.Wu[8]报道了光通信波段的二阶光栅DFB激光器。二阶光栅DFB-LD虽然能够的实现激光器的单纵模输出,但是二阶光栅衍射效率很低,造成激光器的腔长很长以及阈值很高。
现有的技术文献如下:
[1].Utaka,K.,et al.,λ/4-shifted InGaAsP/InP DFB lasers.Quantum Electronics,IEEE Journal of,1986.22(7):p.1042-1051.
[2].Kogelnik,H.and C.V.Shank,Coupled Wave Theory ofDistributed Feedback Lasers.Journal of Applied Physics,1972.43(5):p.2327-2335.
[3].Nakano,Y.,Y.Luo and K.Tada,Facet reflection independent,single longitudinal mode oscillation in a GaAlAs/GaAs distributedfeedback laser equipped with a gain‐coupling mechanism.AppliedPhysics Letters,1989.55(16):p.1606-1608.
[4].Luo,Y.,et al.,Purely gain-coupled distributed feedbacksemiconductor lasers.Applied Physics Letters,1990.56(17):p.1620-1622.
[5].Li,G.P.,et al.,Partly gain-coupled 1.55μmstrained-layer multiquantum-well DFB lasers.Quantum Electronics,IEEE Journal of,1993.29(6):p.1736-1742.
[6].Streifer,W.,D.R.Scifres and R.Burnham,Coupled waveanalysis of DFB and DBR lasers.Quantum Electronics,IEEE Journalof,1977.13(4):p.134-141.
[7].Kazarinov,R.F.and C.H.Henry,Second-order distributedfeedback lasers with mode selection provided by first-orderradiation losses.Quantum Electronics,IEEE Journal of,1985.21(2):p.144-150.
[8].Wu,C.M.,et al.,Electrically pumped circular-gratingdistributed-Bragg-reflector lasers.Photonics Technology Letters,IEEE,1992.4(9):p.960-963.
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明的目的在于提供一种高单模成品率的分布反馈激光器,其中通过对布拉格光栅、谐振腔的形状以及激光器结构参数等进行改进,使激光器的布拉格光栅等效于啁啾光栅,并使模式增益沿腔长方向变化,与现有技术相比能够有效解决现有DFB激光器单纵模成品率低的问题,并且该DFB半导体激光器跟普通的DFB激光器制备工艺几乎相同,现有DFB激光器的制备工艺完全适用于该DFB半导体激光器的制作。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种高单模成品率的分布反馈激光器,包括激光谐振腔、布拉格光栅,其特征在于,
所述谐振腔具有激光输出端面,所述谐振腔的腔长方向与该激光输出端面垂直;
所述布拉格光栅为啁啾光栅或者等效的啁啾光栅,该布拉格光栅位于所述谐振腔内,其等效折射率沿谐振腔腔长方向是变化的;
所述分布式反馈激光器的模式增益沿谐振腔腔长方向变化;
所述分布式反馈激光器单纵模输出。
作为本发明的进一步优选,所述激光谐振腔具有向外凸出的脊,所述脊的凸出方向垂直于所述布拉格光栅的平面,并与所述谐振腔腔长方向垂直;
所述布拉格光栅位于所述激光谐振腔脊的下面或者中间;
所述脊在所述布拉格光栅平面上的投影落在所述布拉格光栅上,并呈喇叭形,该喇叭形投影具有两条相互平行的边,所述两条相互平行的边的边长不相等,所述谐振腔腔长方向与所述两条相互平行的边垂直。
作为本发明的进一步优选,所述谐振腔的光场限制因子沿谐振腔腔长方向变化。
作为本发明的进一步优选,在所述两条相互平行的边的边长长的一端的所述谐振腔的端面上镀有高反膜,在所述两条相互平行的边的边长短的一端的所述谐振腔的端面上镀有增透膜,能够使所述分布式反馈激光器在输出光谱的布拉格阻带蓝边激射的概率大于红边激射的概率。
作为本发明的进一步优选,在所述两条相互平行的边的边长短的一端的所述谐振腔的端面上镀有高反膜,在所述两条相互平行的边的边长长的一端的所述谐振腔的端面上镀有增透膜,能够使所述分布式反馈激光器在输出光谱的布拉格阻带红边激射的概率大于蓝边激射的概率。
作为本发明的进一步优选,所述布拉格光栅为等效的啁啾光栅,所述两条相互平行的边的边长均在0到3μm之间,并且两条边不相等。
作为本发明的进一步优选,所述谐振腔由下而上依次包括:衬底、缓冲层、第一阻挡层、第一分别限制层、量子阱有源区、第二分别限制层、第二阻挡层、第一间隔层、光栅层、第二间隔层和上包层;
所述衬底材料为InP;
所述缓冲层材料为InP;
所述第一和第二阻挡层的材料采用InAlAs;
所述第一和第二分别限制层的材料采用InAlGaAs或者InGaAsP;
所述量子阱有源区材料采用InAlGaAs或者InGaAsP;
所述第一和第二间隔层的材料为InP;
所述光栅层的材料采用InGaAsP;
所述第二间隔层上具有刻蚀所述上包层形成的向外凸出的脊,所述脊的凸出方向垂直于所述布拉格光栅的平面,并与所述谐振腔腔长方向垂直;所述脊在所述布拉格光栅平面上的投影落在所述布拉格光栅上,并呈喇叭形,该喇叭形投影具有两条相互平行的边,所述两条相互平行的边的边长不相等;所述两条互相平行的边边长均在0到3μm之间;所述谐振腔腔长方向与所述两条相互平行的边垂直。
作为本发明的进一步优选,所述谐振腔由下而上依次包括:衬底、缓冲层、第一阻挡层、第一分别限制层、量子阱有源区、第二分别限制层、第二阻挡层、间隔层、第一个上包层、光栅层、第二上包层;
所述衬底材料为InP;
所述缓冲层材料为InP;
所述第一和第二阻挡层的材料采用InAlAs;
所述第一和第二分别限制层的材料采用InAlGaAs或InGaAsP;
所述量子阱有源区材料采用InAlGaAs或InGaAsP;
所述间隔层材料为InP;
所述第一和第二上包层材料为InP;
所述光栅层材料为InGaAsP;
所述间隔层上具有刻蚀所述第一上包层、光栅层和第二上包层形成的向外凸出的脊,所述脊的凸出方向与所述布拉格光栅平面垂直,所述布拉格光栅层位于所述脊的内部;所述脊在所述布拉格平面上的投影落在所述布拉格光栅上,并呈喇叭形,该喇叭形投影具有两条相互平行的边,所述两条相互平行的边的边长不相等,所述两条互相平行的边边长均在0到3μm之间;所述谐振腔腔长方向与所述两条相互平行的边垂直。
通过本发明所构思的以上技术方案,与现有技术相比,由于采用啁啾光栅,或者通过具有喇叭形脊的激光谐振腔使光栅周期固定的布拉格光栅形成类似啁啾光栅的效果(即等效的啁啾光栅,该布拉格光栅的等效折射率沿谐振腔腔长方向是变化的、非恒定值),同时使激光器的模式增益沿腔长方向变化;并通过在激光器端面分别镀高反膜和增透膜配合,能够提高所述激光器在布拉格阻带指定的一边,即蓝边或者红边光激射的概率,进而提高激光器的单模成品率。本发明提供的方案能够有效解决现有DFB激光器单纵模成品率低的问题。并且,该具有喇叭形脊的激光谐振腔的DFB半导体激光器与传统脊波导DFB激光器的制备工艺几乎相同。
本发明将DFB激光器的谐振腔的脊设计成喇叭形(也有文献将激光器中具有脊的谐振腔称为脊状波导),使激光器的等效折射率(即,光在波导中的传输常数与真空中的传输常量的比值)沿腔长方向变化,这样使DFB激光器中的周期布拉格光栅等效于啁啾光栅。同时光场限制因子(即,光被限制在有源区中的功率流与整个功率流的比值)沿腔长方向也是变化的,这样达到了模式增益沿腔长方向变化的效果。
以本发明中具有喇叭形脊的激光谐振腔为例,若等效折射率沿z方向(即谐振腔腔长方向)变化,光栅周期为Λ,激光器沿腔长z方向的有效折射率为neff(z),则本发明中等效产生的啁啾光栅的布拉格反射波长为:
λB=2neff(z)Λ
在这种等效的啁啾光栅中,不同位置对应不同的布拉格反射波长,不同入射波长的光在等效的啁啾光栅的不同位置发生反射。本发明中,激光器的谐振腔具有喇叭形脊(即,脊一端宽度值小,另一端宽度值大,两端的宽度值不相等),这样在谐振腔中脊宽的部分neff大,布拉格反射波长大;谐振腔中脊窄的部分neff小,布拉格反射波长小。这样在激光器谐振腔内,布拉格阻带蓝边的光(蓝边光是指布拉格阻带两侧边沿上短波长一侧的光)主要被谐振腔窄脊那端的端面反射,红边的光(红边光是指布拉格阻带两侧边沿上长波长一侧的光)则主要被谐振腔宽脊那端的端面反射,这样就导致蓝边的光的场分布主要集中在谐振腔的宽脊端,红边的光的场分布主要集中在谐振腔的窄脊端。由于模式增益从谐振腔的窄脊端到宽脊端是不断增大的,因此不同波长的光被放大的倍数不一样,从而达到了激光器单纵模输出的目的。正是这种啁啾光栅或者等效啁啾光栅导致的纵向场分布和模式增益沿腔长方向的变化,消除了DFB激光器存在的双模简并的现象。
在本发明所述的高单模成品率的分布反馈激光器中,可以利用镀膜来选取布拉格蓝边波长或红边波长的光激射。在激光器谐振腔的宽脊端的端面上镀HR膜,窄脊端的端面上镀AR膜,会使布拉格蓝边的光被谐振腔窄脊端的端面反射使其保存在腔内,因而更容易激射,此时激光器为布拉格波长蓝边的光激射。同理,若在激光器谐振腔的宽脊端的端面上镀AR膜,窄脊端的端面上镀HR膜,激光器则为布拉格波长红边的光激射。当需要精确指定工作波长时,镀高反膜端的反射相位会影响激光器激的蓝或红边激射,但是具有啁啾光栅或等效啁啾光栅的DFB激光器会使因随机相位导致成品率下降的比例控制在30%左右,这明显优于普通均匀光栅的DFB激光器。
附图说明
图1是具有喇叭形脊的谐振腔的DFB激光器的结构示意图,其中1为接触层,2为衬底,3为缓冲层,4为第一阻挡层、5为第一分别限制层、6为量子阱有源区,7为第二分别限制层,8为第二阻挡层,9为第一间隔层,10为光栅层,11为第二间隔层,12为上包层,13为接触层,14为脊波导的脊;
图2是具有喇叭形脊的谐振腔的DFB激光器的俯视示意图,图中阴影部分为脊的投影;
图3是具有喇叭形脊的谐振腔的DFB激光器的结构示意图,其中光栅层位于脊中,其中1为接触层,2为衬底,3为缓冲层,4为第一阻挡层、5为第一分别限制层、6为量子阱有源区,7为第二分别限制层,8为第二阻挡层,10为光栅层,15为间隔层,16为第一上包层,17为第二上包层,13为接触层,14为脊波导的脊。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
图1为工作波长在1310nm的AlGaInAs/InP DFB半导体激光器的结构示意图。该激光器具有谐振腔,谐振腔由下而上依次包括:衬底、缓冲层、第一阻挡层、第一分别限制层、量子阱有源区、第二分别限制层、第二阻挡层、第一间隔层和第二间隔层;布拉格光栅位于所述第一间隔层和第二间隔层中间的光栅层。谐振腔具有激光输出端面,所述谐振腔的腔长方向与该激光输出端面垂直。
图1中1和13为接触层,接触层用于与电极层金属接触,减小电连接的电阻等,接触层的材料为In0.53Ga0.47As,接触层的厚度为200nm;接触层直接与电极层连接,电极层的材料可以为导电金属;2为衬底,衬底的材料为InP,厚度为0.32mm;3为缓冲层,材料为InP,厚度500nm;4和8分别为第一和第二阻挡层,材料为In0.52Al0.48As,厚度50nm;5和7分别为第一和第二分别限制层,材料为InAlGaAs,其厚度为均为100nm;6为量子阱有源区,由8个阱层和9个垒层交叉排列而成,每个阱层的材料为In0.69Al0.16Ga0.15As,厚度为5.5nm,每个垒层的材料为In0.52Al0.35Ga0.13As,厚度为9nm;9和11分别为第一和第二间隔层,材料为InP,厚度为50nm;10为光栅层,其材料为In0.79Ga0.21As0.46P0.54,厚度为30nnm,光栅周期为204.7nm;12为上包层,其被刻蚀形成喇叭形脊,其材料为InP,其厚度,即脊高为2μm。所述的激光器各层材料及其相关参数可以根据设计要求改变,并不局限于本实例。
图2是激光器的俯视示意图,图中阴影部分为脊的投影。脊的窄端宽度dN=1μm,宽端宽度dW=2μm,激光器腔长为250μm。所述dN、dW和腔长也是可以根据设计要求变化,只要满足dN<dW即可,具体数值并不局限于本实例。
尽管光栅层10为均匀周期的布拉格光栅,非啁啾光栅,但由于该谐振腔具有上述向外凸出的喇叭形脊(该喇叭形脊并不局限于图2中的梯形图样,只要满足脊一边宽一边窄即可,例如,侧面可以是曲面,该曲面垂直于脊的顶面),使得激光器的等效折射率沿谐振腔腔长方向变化(即,等效折射率非恒定值),形成了类似啁啾光栅的效果,因此,该光栅层8为等效啁啾光栅。
在制作工艺方面,上述DFB激光器与一般的折射率耦合DFB激光器的制作工艺相同,在刻蚀脊的时候,只需将相应的掩膜版换成与该脊在光栅平面上的投影图样对应的即可。因此它有普通DFB激光器一样的制作工艺,但是理论上它的单纵模特性更好,单模成品率更高。
在激光器谐振腔的一端面上镀HR膜,另一端面上镀AR膜,可以选择布拉格蓝边波长或红边波长的光激射。由于镀HR膜端的反射相位具有随机性,会使激光器布拉格蓝边波长和红边波长的光激射具有一定的随机性。下表给出了光栅耦合系数与激光器腔长的乘积κL取不同值时,该激光器蓝红边激射概率的仿真结果。
在实验的测试结果中,脊窄端的端面镀HR,脊宽端的端面镀AR的激光器红边激射的比例为:75%,窄端镀AR,宽端镀HR的激光器蓝边激射的比例为:66.7%,边模抑制比最高可以达到51dB。可见,实施例1中的DFB半导体激光器单纵模成品率均有非常明显的提高。
实施例2
图3为光栅层在脊中的1310nm的AlGaInAs/InP DFB半导体激光器的结构示意图,图中1和13为接触层;2为衬底;3为缓冲层,材料为InP,厚度500nm;4和8分比为第一和第二阻挡层,材料为In0.52Al0.48As,厚度50nm;5和7分别为第一和第二分别限制层,材料为InAlGaAs,其厚度均为100nm;6为量子阱有源区,由8个阱层和9个垒层交叉堆叠组成,每个阱层的材料为In0.69Al0.16Ga0.15As,厚度为5.5nm,每个垒的材料为In0.52Al0.35Ga0.13As,厚度为9nm;9为间隔层;10为光栅层,其材料为In0.79Ga0.21As0.46P0.54,厚度为30nnm,光栅周期为204.7nm,材料为InP,厚度为50nm;15为间隔层;16和17分别为第一和第二上包层,其均厚度为1μm,材料为InP。本实例所述的激光器各层材料及其相关参数可以根据设计要求改变,并不局限于本实例。
14为脊波导的脊,为制作这种光栅层在脊中的结构,在刻蚀制作激光器谐振腔时,可以将停止腐蚀层置于光栅层的下面,那么在刻蚀脊两侧的双沟时可以刻蚀超过光栅层,从而使光栅层在脊中。
尽管实施例1、2中的光栅均为周期均匀的等效啁啾光栅,但由于等效啁啾光栅与啁啾光栅相似,均具有沿谐振腔腔长方向变化的等效折射率,使得分布式反馈激光器的模式增益沿谐振腔腔长方向变化,该分布式反馈激光器能够输出单纵模。因此,高单模成品率的分布反馈激光器中的光栅可以为啁啾光栅,当然,在这种情况下是否需要如实施例1或2中所述的喇叭状脊则可根据实际需要进行选择。
另外,有文献也将布拉格反射波长随光栅的位置而变化的光栅统称为啁啾光栅,其在某点Z处所对应的布拉格反射波长为:λB(z)=2neff(z)Λ(z),而获得啁啾光栅的方法有两种:一种是改变光栅的有效折射率,另一种是改变光栅周期。在本发明中,通过直接光栅周期变化(即光栅周期不再是常数,而是位置的函数)的布拉格光栅称为啁啾光栅,而把激光器内光栅的有效折射率变化的布拉格光栅称为等效的布拉格光栅。本发明中的定义更符合本领域技术人员的常规理解。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高单模成品率的分布反馈激光器,包括激光谐振腔、布拉格光栅,其特征在于,
所述谐振腔具有激光输出端面,所述谐振腔的腔长方向与该激光输出端面垂直;
所述布拉格光栅为啁啾光栅或者等效的啁啾光栅,该布拉格光栅位于所述谐振腔内,其等效折射率沿谐振腔腔长方向是变化的;
所述分布式反馈激光器的模式增益沿谐振腔腔长方向变化;
所述分布式反馈激光器单纵模输出。
2.如权利要求1所述的高单模成品率的分布反馈激光器,其特征在于,
所述激光谐振腔具有向外凸出的脊,所述脊的凸出方向垂直于所述布拉格光栅的平面,并与所述谐振腔腔长方向垂直;
所述布拉格光栅位于所述激光谐振腔脊的下面或者中间;
所述脊在所述布拉格光栅平面上的投影落在所述布拉格光栅上,并呈喇叭形,该喇叭形投影具有两条相互平行的边,所述两条相互平行的边的边长不相等,所述谐振腔腔长方向与所述两条相互平行的边垂直。
3.如权利要求1所述的高单模成品率的分布反馈激光器,其特征在于,所述谐振腔的光场限制因子沿谐振腔腔长方向变化。
4.如权利要求2所述的高单模成品率的分布反馈激光器,其特征在于,在所述两条相互平行的边的边长长的一端的所述谐振腔的端面上镀有高反膜,在所述两条相互平行的边的边长短的一端的所述谐振腔的端面上镀有增透膜,能够使所述分布式反馈激光器在输出光谱的布拉格阻带蓝边激射的概率大于红边激射的概率。
5.如权利要求2所述的高单模成品率的分布反馈激光器,其特征在于,在所述两条相互平行的边的边长短的一端的所述谐振腔的端面上镀有高反膜,在所述两条相互平行的边的边长长的一端的所述谐振腔的端面上镀有增透膜,能够使所述分布式反馈激光器在输出光谱的布拉格阻带红边激射的概率大于蓝边激射的概率。
6.如权利要求2-5任意一项所述的高单模成品率的分布反馈激光器,其特征在于,所述布拉格光栅为等效的啁啾光栅,所述两条相互平行的边的边长均在0到3μm之间,并且两条边不相等。
7.如权利要求1-6任意一项所述的高单模成品率的分布反馈激光器,其特征在于,
所述分布式反馈激光器由下而上依次包括:衬底、缓冲层、第一阻挡层、第一分别限制层、量子阱有源区、第二分别限制层、第二阻挡层、第一间隔层、光栅层、第二间隔层和上包层;
所述衬底材料为InP;
所述缓冲层材料为InP;
所述第一和第二阻挡层的材料采用InAlAs;
所述第一和第二分别限制层的材料采用InAlGaAs或者InGaAsP;
所述量子阱有源区材料采用InAlGaAs或者InGaAsP;
所述第一和第二间隔层的材料为InP;
所述光栅层的材料采用InGaAsP;
所述第二间隔层上具有刻蚀所述上包层形成的向外凸出的脊,所述脊的凸出方向垂直于所述布拉格光栅的平面,并与所述谐振腔腔长方向垂直;所述脊在所述布拉格光栅平面上的投影落在所述布拉格光栅上,并呈喇叭形,该喇叭形投影具有两条相互平行的边,所述两条相互平行的边的边长不相等;所述两条互相平行的边边长均在0到3μm之间;所述谐振腔腔长方向与所述两条相互平行的边垂直。
8.如权利要求1-6任意一项所述的高单模成品率的分布反馈激光器,其特征在于,
所述分布式反馈激光器由下而上依次包括:衬底、缓冲层、第一阻挡层、第一分别限制层、量子阱有源区、第二分别限制层、第二阻挡层、间隔层、第一上包层、光栅层、第二上包层;
所述衬底材料为InP;
所述缓冲层材料为InP;
所述第一和第二阻挡层的材料采用InAlAs;
所述第一和第二分别限制层的材料采用InAlGaAs或InGaAsP;
所述量子阱有源区材料采用InAlGaAs或InGaAsP;
所述间隔层材料为InP;
所述第一和第二上包层材料为InP;
所述光栅层材料为InGaAsP;
所述间隔层上具有刻蚀所述第一上包层、光栅层和第二上包层形成的向外凸出的脊,所述脊的凸出方向与所述布拉格光栅平面垂直,所述布拉格光栅层位于所述脊的内部;所述脊在所述布拉格光栅平面上的投影落在所述布拉格光栅上,并呈喇叭形,该喇叭形投影具有两条相互平行的边,所述两条相互平行的边的边长不相等,所述两条互相平行的边边长均在0到3μm之间;所述谐振腔腔长方向与所述两条相互平行的边垂直。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107946902A (zh) * 2017-12-14 2018-04-20 武汉电信器件有限公司 一种dfb激光器及其制作方法
WO2018197015A1 (en) * 2017-04-28 2018-11-01 Huawei Technologies Co., Ltd. Curved waveguide laser
CN115864135A (zh) * 2023-02-17 2023-03-28 福建慧芯激光科技有限公司 一种两端带有渐变脊波导的dfb激光器芯片
CN115912056A (zh) * 2023-02-17 2023-04-04 福建慧芯激光科技有限公司 一种多渐变脊波导dfb激光器芯片

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1677396A1 (de) * 2004-12-28 2006-07-05 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. BH-DFB-Laser mit getapertem optischen Wellenleiter

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1677396A1 (de) * 2004-12-28 2006-07-05 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. BH-DFB-Laser mit getapertem optischen Wellenleiter

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
F. GRILLOT ET AL.: "Analysis, Fabrication, and Characterization of 1.55-um Selection-Free Tapered Stripe DFB Lasers", 《IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS》 *
MASAHIRO KITO ET AL.: "High Slope Efficiency and Low Noise Characteristics in Tapered-Active-Stripe DFB Lasers with Narrow Beam Divergence", 《IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018197015A1 (en) * 2017-04-28 2018-11-01 Huawei Technologies Co., Ltd. Curved waveguide laser
CN107946902A (zh) * 2017-12-14 2018-04-20 武汉电信器件有限公司 一种dfb激光器及其制作方法
CN115864135A (zh) * 2023-02-17 2023-03-28 福建慧芯激光科技有限公司 一种两端带有渐变脊波导的dfb激光器芯片
CN115912056A (zh) * 2023-02-17 2023-04-04 福建慧芯激光科技有限公司 一种多渐变脊波导dfb激光器芯片
CN115864135B (zh) * 2023-02-17 2023-04-25 福建慧芯激光科技有限公司 一种两端带有渐变脊波导的dfb激光器芯片

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