CN104756331A - 半导体dbr激光器 - Google Patents

Abstract

一种配置用于单纵模操作的分布式布拉格反射激光器，其包括具有以下项的光波导：光学增益区；第一反射器，该第一反射器为第一分布式布拉格反射器(DBR)区，其包括被配置为产生具有一个或多个第一反射峰的反射谱的光栅；以及第二反射器，其中第一DBR区被配置为补偿使用中沿着DBR区的长度不均匀地引入的热啁啾。

Description

半导体DBR激光器

本发明涉及配置用于单纵腔模上的发射激光操作的半导体分布式布拉格反射激光器，且更具体地涉及但不限于，宽波长可调谐分布式布拉格反射激光器。

背景

配置为在激光器腔的单纵模上发射激光的半导体激光器是已知的，其发射激光模式和其波长由具有窄反射峰的分布式布拉格反射(DBR)光栅选择。这种单纵模激光器具有至少25dB的边模抑制比(SMSR)。

配置为在固定的波长下操作或在窄波长范围内可调谐的DBR激光器通常包括被限定在宽带反射器(例如宽带小平面反射器)和DBR区之间的激光器腔，且在激光器腔中具有光学增益区和通常具有相位控制区。电驱动增益区以使通过受激发射来发射光。DBR区具有单个固定栅距的光栅，该光栅被配置为反射具有单个窄反射峰的反射谱的光，该反射峰具有仅等于激光器的很少量的纵腔模(例如小于模间距的五倍，或优选地小于模间距的三倍)的半峰全宽(full-width at half maximum)，这提供高的模式选择性和相应的高SMSR。相位控制区具有可调谐折射率，在使用中用其对激光器的光共振腔的光程长度进行精细调节，以控制激光器腔模的细梳相对于DBR区的反射谱的窄反射峰的相对对准(即在特定腔模式的主要范围中控制频谱操作位置)，以便选择优选发射激光模式并优化其与反射峰的对准，以减少多余边模的相对强度。这种激光器的波长调谐范围被DBR区中可能引起的最大折射率变化所限制，这改变光栅在操作波长处的有效栅距。反射峰的谱宽随着DBR区的有效穿透长度的增加而变窄，因此对于单纵腔模操作，这种DBR激光器具有冗长的DBR区。

宽波长可调谐DBR激光器被配置为调谐成以相比于只通过调谐具有单个固定栅距的DBR的折射率的可能的波长范围在更宽的波长范围内发射激光，且其通常使用两个不同的、独立可调谐的DBR区。相应地，这种激光器通常比固定波长或窄波长可调谐的DBR激光器具有更长的激光器腔，所以具有关于其操作参数的更高灵敏度，尤其在关于稳定发射激光模式的控制，以防止模跳跃(在不同纵腔模上的发射激光之间跳跃)方面。

一种此类型的宽波长可调谐DBR激光器具有形成于两个DBR区之间的激光器腔，两个DBR区产生间距不同的梳状反射峰的反射谱，间距不同的梳状反射峰可在游标型调谐装置(Vernier type of tuning arrangement)中在光谱上相对于彼此进行调谐，其中在两个梳状反射峰共有的波长处发生激光发射(如US6345135的附图8所示的具有一对游标型可调谐相变光栅的DBR激光器)。相比于其他DBR区的反射峰，激光器输出端处的DBR区通常具有在频谱上更宽的反射峰。

第二种此类型的宽波长可调谐DBR激光器具有形成于第一DBR区和第二DBR区之间的激光器腔，其中第一DBR区产生窄梳状反射峰，第二DBR区在未调谐状态中具有宽的频谱反射系数带(例如相对均匀的平稳段)，但在反射谱的这部分中波长是可调谐的以与其他部分重叠，从而产生比第二DBR区的窄反射峰宽几倍、但比连续窄峰的频谱间隔窄的加强的反射峰(即，FWHM)。该加强峰从第一梳状反射谱中选择一个窄峰，激光器将以此发射激光。这种激光器被描述于US7145923中。

随着反射峰的谱宽变窄，且相应的DBR区的长度增长，在两种情况下，负责产生窄反射峰的DBR区长于产生较宽的反射峰的DBR区。

DBR区将反射和发送符合其反射谱的光。然而，不希望的是，DBR区还将吸收入射至其中的一些光。为最小化在光离开激光器腔时的吸收损耗，以及最大化来自激光器腔的光功率输出，具有窄反射峰的长DBR区通常为激光器腔的后部反射器(即远离在前部反射器的主波束输出的激光器腔的相反的端部)。

使用中，除了由驱动各自区的电流在DBR激光器区中产生的热量之外，还在DBR区中通过光吸收产生热量。当热量从激光器的光波导耗散且通常被热耦合到半导体芯片的热电致冷器(珀耳帖(Peltier)致冷器)吸收时，耗散率不足以避免在DBR区产生热梯度，这将影响激光器的光学性能。在DBR区中，局部水平的光吸收引起的热量对应于光的局部强度，所述强度在整个DBR区中远离光学增益区近似以指数方式衰减。

半导体光波导的有效折射率根据温度变化。使用中，在DBR区中的不均匀的光吸收引起波导中的相应的不均匀加热，从而引起光栅的有效栅距的相应变化。此外，来自其他区的热串扰，尤其是来自增益区的热串扰可在DBR区中引起进一步的不均匀加热。例如，这种光吸收和热串扰可将离增益区最近的DBR区的端部的温度提高5℃，并将离增益区最远的DBR区的端部的温度提高1℃，尽管离增益区最近处加热效应最大，但是在接近增益区时加热效应也增大得最迅速。DBR区中的热不均匀性引起有效光栅栅距的不均匀性，因而光栅的反射波长可以大约0.1nm/℃调谐，且光栅的有效啁啾在离增益区最近的DBR区的端部最大(例如，沿着离增益区最近的DBR区部分大约为3×10^-4nm/μm)。有效光栅栅距的这种有效不均匀性加大DBR区的反射峰的宽度，降低激光器在特定操作条件下(高增益区电流和/或高增益区调谐电流)的光学性能。不均匀的热致啁啾效应在具有一个或多个窄反射峰，且较长以提供较高反射率的DBR区中特别显著。

在具有一个或多个窄反射峰的反射谱的DBR区中的不均匀的热致啁啾降低了边模抑制比(SMSR)。

公开内容

根据第一方面，提供了配置用于单纵模操作的半导体分布式布拉格反射激光器，其具有光波导，所述光波导包括：光学增益区；第一反射器，所述第一反射器为第一分布式布拉特反射器(DBR)区，其包括配置为产生具有一个或多个第一反射峰的反射谱的光栅；以及第二反射器，其中第一DBR区被配置为补偿使用中沿着DBR区的长度不均匀地引入的热啁啾。

根据第二方面，提供了包括根据第一方面的激光器的光发射机模块。

有利地，这种第一DBR区可补偿由光吸收和/或来自另一区的热串扰引起的不均匀加热，产生了在使用中实质上没有有效啁啾或相对于先前的DBR区有效啁啾降低的第一DBR区。此外，这种单纵模激光器可具有增大的边模抑制比(SMSR)。然而，进一步地，这种激光器可具有较短的DBR区，而不会降低相应DBR区的光学性能。优选地，补偿沿着DBR区的长度单调且连续地变化。

激光器可被配置为使在操作波长处或整个操作波长的范围内的第一反射峰的半峰全宽比纵模间距的五倍窄。激光器可被配置为使在操作波长处或整个操作波长范围内的第一反射峰的半峰全宽比纵模间距的三倍窄。

第一DBR区的光栅可具有内置有效啁啾。

内置有效啁啾沿着第一DBR区可小于0.5％，优选地小于0.3％，更优选地小于0.2％或小于0.1％。

内置有效啁啾可以是沿着第一DBR区远离增益区的长度的指数增长函数。内置有效啁啾可以是沿着第一DBR区远离增益区的长度的线性增长函数。内置有效啁啾可以是沿着第一DBR区远离增益区的长度的复合增长函数，所述复合增长函数至少包括邻近增益区的、具有第一线性增长函数的第一部分和具有较低的第二线性增长函数或者无内置有效啁啾的第二部分。相应地，连续递减的内置有效啁啾的一个或多个线性部分可接近于理想的(如指数的)增长函数。

第一DBR区的光栅可具有固定栅距。内置有效啁啾可通过改变沿着第一DBR区的长度的波导特性来提供。

第一DBR区可包括具有含啁啾实际栅距的光栅的光波导。实际光栅栅距沿着第一DBR区的长度的变化可小于0.5％，优选地小于0.3％，更优选地小于0.2％或小于0.1％。

第一DBR区可具有随远离最接近增益区的第一DBR区的端部而增加的波导宽度。该波导可以是脊形波导(例如，弱导脊形波导，其中脊未被蚀刻穿过光导层)。在波导由脊形波导定义的情况中，脊形波导脊形底部的宽度可沿着第一DBR区的长度增加高达50％，且优选地在10％和30％之间。波导宽度的变化可引起光波导的有效折射率(相位指数)沿着第一DBR区的小于0.5％的变化，优选地小于0.3％，且更优选地小于0.2％。注意到，增大脊形波导的宽度以接近相等的比例增大相折射率(phaserefractive index)和减小群折射率。

波导宽度可沿着第一DBR区的长度实质上以指数增长函数(例如，沿着DBR区的长度具有0.05％到0.1％的内置有效啁啾)增加。

波导宽度可沿着第一DBR区的长度线性增加(例如，沿着DBR区的长度具有0.1％到0.2％的内置有效啁啾)。

第一DBR区可包括弯曲的光波导，且所述光栅可具有平行的光栅刻线。有利的是，这种第一DBR区可减少其上形成激光器的半导体芯片的长度，其中在邻近芯片边缘处提供弯曲的波导以减少来自小平面(facet)的向后反射(例如，在基于InP的半导体材料的情况中，从垂直线被弯曲大约7°以接触小平面)。

第一DBR区可包括配置为沿着所述第一DBR区的长度不均匀地加热或冷却第一DBR区的温度控制元件。

温度控制元件可以是沿着第一DBR区中的光波导设置或设置在该光波导旁边的递变(tapered)电阻加热元件。该电阻加热元件可以被配置成向远离增益区的第一DBR区中的波导提供比接近增益区的波导更多的热量。每单位长度的热耗散率可远离增益区根据指数增长函数、线性地增长、或根据指数增长函数的近似增长。

光波导可包括脊形光波导。

第二反射器可包括宽带反射器。

激光器可包括配置为产生具有至少一个第二反射峰的第二反射谱的第二DBR区，且第一反射峰或每个第一反射峰可比第二反射峰或每个第二反射峰具有更窄的半峰全宽。

激光器可包括相位控制区。

附图简述

下文根据附图进一步描述本发明的实施方案，其中：

附图1A示出根据本发明的、在DBR区具有线性调频光栅的三区单模DBR激光器的示意性侧视图；

附图1B示出附图1A的激光器的DBR区在发射激光阈值处的反射谱；

附图1C示出附图1A的DBR激光器在使用中在完全高于发射激光阈值的典型操作功率下的发射谱；

附图2A示出根据本发明的、在第一DBR区中具有横向递变的光学脊形波导的宽波长可调谐四区DBR激光器的示意性侧视图；

附图2B示出指示DBR区中的光栅的、附图2A的激光器的脊形波导的示意性平面图；

附图2C示出在第一DBR区中具有可替代的递变光波导的、可替代的四区DBR激光器的示意性平面图；

附图3示出根据本发明的、在DBR区具有弯曲的光波导的四区DBR激光器的示意性平面图；以及

附图4示出根据本发明的、在DBR区具有递变电阻元件的四区DBR激光器的示意性平面图。

详细说明

在所描述的实施方案中，虽然在一些情况中具有以下项中的一个或多个：100的整数倍数的增量和印刷标记(如，上撇号)，但是相似的特征已经以相似的数字进行标示。例如，在不同附图中，使用100、200、200′、300和400表示单纵模DBR激光器。

附图1A示出三区单模分布式布拉格反射(DBR)激光器100的结构，该激光器100包括位于形成于DBR区106(第一激光器腔端部反射器)和宽带前部小平面反射器110(第二激光器腔端部反射器)之间的激光器腔中(使用中)的光学增益区102和相位控制区104。增益、相位和DBR区102、104和106具有被设置为驱动控制电流I_α、I_γ通过激光器的光波导到公共接地电极118的各自的控制电极102A、104A和106A。

激光器100是形成于具有衬底120、相对掺杂的下层122和上层126、以及介于中间的未掺杂的光导层124的半导体芯片上的激光器二极管结构。可通过将脊形蚀刻到与衬底120相反的面上的半导体芯片的表面中提供横向光学引导。对于弱导脊形波导，脊形被蚀刻成部分地通过上层126，但不通过光导层124。

DBR区106中的上层126包括已被蚀刻成图案且覆盖有(overgrown)具有不同折射率的第二材料126B的第一材料126A，以形成分布式布拉格反射光学光栅128。

光栅128与通过光导层124引导的沿着激光器100的DBR区106中的光波导传播的光进行光学重叠。附图1A中的激光器的DBR区106中的光波导具有固定宽度。光栅128具有内置啁啾，其具有沿着从Λ_S到Λ_L的光栅长度单调且连续地变化的实际栅距。在所示实施方案中，光栅128的栅距变化小于0.5％(如大约0.15％)，且栅距沿着DBR区106的长度均匀变化。光栅128可通过使用全息写入蚀刻掩膜或者直接用光刻过程或电子束工艺写入的蚀刻掩膜的平版蚀刻工艺来形成。

理想地，在DBR区106中的光栅128的栅距与使用中DBR区106的温度分布图引起的不均匀的折射率变化互补地增长(例如，与DBR区的光吸收分布图和热串扰互补)。在光吸收是主要的热效应的情况下，光吸收接近于指数衰减函数，且光栅栅距可被选择为远离增益区以近似指数增长函数增加。然而，可选择地，为生产方便，如图1A示意性示出的，啁啾在光栅栅距中可接近于线性增加，其在远离增益区的方向上增加栅距。由于光强度在最接近增益区的DBR区的部分内最大，所以此处是栅距对激光器的光性能具有最大影响的部分，且因此线性栅距的选择可以特别针对补偿沿着此部分中的波导的光吸收加热和热串扰加热的变化进行衡量。由于温度梯度将在最接近增益区的DBR区的端部处增加到最大值，故相比于线性啁啾，沿着DBR区的长度的指数型啁啾的总啁啾通常会小很多(例如，小两倍或三倍，例如0.05％到0.1％)。在另外的替代方案中，假如光栅接近指数增长函数的光学性能，同时更易于制造(且可提供其他介入部分以提高近似度)，则栅距可在增益区附近线性增加，且在离增益区较远的第二部分中以较慢速率增加或完全不增加。

应理解，DBR区106的光栅128中提供的内置啁啾补偿使用中在典型的操作功率处(即完全高于激光阈值处)出现的、由在DBR区106中的光吸收和从激光器100的其他区102和104(或甚至从半导体光放大器，该半导体放大器与激光器100光耦合且单片集成在同一半导体芯片上)传导到DBR区的热量引起的热致啁啾效应。相应地，在完全低于典型的操作功率的发射激光阈值处，相比于相应的无啁啾光栅，内置啁啾在DBR的反射谱中产生更宽的峰。

激光器100被配置为在激光器的单纵腔模上操作，对于最大的边模，该单纵腔模具有至少25dB(优选地最少35dB)的边模抑制比(SMSR)。DBR区106的反射(强度)谱在附图1B中示出，且标示了发射激光模式150的波长λ_B和边模152的波长。该反射谱具有单个窄反射峰154，反射峰154的峰宽Δλ_峰(即半峰全宽，FWHM)小于纵模间距Δλ_模的五倍(且优选地小于纵模间距的三倍)。来自激光器的输出中的发射激光模式150和边模152的相应强度在附图1C中示意性地示出。

反射峰Δλ_峰的宽度由以下公式给出：

其中L是光栅长度，κ是光栅耦合系数，n_g为群指数，而λ_B为峰的最大值的布拉格波长。

DBR区中的光栅128的有效穿透长度L_Eff由以下公式给出：

$L_{\mathrm{Eff}}=\frac{L}{2}\·\frac{\tanh \mathrm{\κL}}{\mathrm{\κL}}$

故光共振腔的长度L_总由以下公式给出：

其中n_DBR是DBR区106的有效折射率(相位指数)，n_αL_α是有效折射(相位)指数和增益区102的长度的乘积，且是有效折射(相位)指数和相位控制区104的长度的乘积。

激光器腔的纵模间距由以下公式给出：

与只有一个DBR区的DBR激光器一样(如按照附图1A所示的三区DBR激光器)，本发明还可被应用于具有由DBR区提供的双腔端部反射器的DBR激光器。在这种激光器中，一个或两个DBR区可具有包括一个或多个窄反射峰(即具有小于纵模间距的五倍的峰宽)的反射谱，其可被配置为补偿使用中沿着DBR区的长度不均匀地引发的热啁啾(例如，如以下所讨论的光栅栅距的实际啁啾或有效啁啾)。

附图2A和2B示出这种四区单模DBR激光器200。激光器200包括在(使用中)限定于第一DBR区206和第二DBR区208之间的激光器腔中的光学增益区202和相位控制区204。

附图2A中的第一DBR区206中的光栅228有固定的实际光栅栅距(与附图1A中描述的可变实际栅距光栅128相比，其生产可以更方便)。然而，尽管光栅228有固定实际栅距，由于光波导的有效折射率(例如，沿着波导传输的光在局部经历的折射率)沿着第一DBR区的变化，由于光波导宽度W沿着其长度的变化(即光波导的脊230的横向宽度的递减)，光波导中由光导层224引导的光在沿着光波导远离增益区传播时经历单调且连续增加的有效光栅栅距(即，光栅的内置单调有效啁啾)。为了最接近地补偿DBR区206中的光吸收的不均匀性，DBR区的脊宽度230大致上根据指数增长函数(远离增益区202)增加，例如，指数增长函数为：

w(x)＝w_s+(w_W-w_s)-(1-e^-αx)

如附图2B中所示，宽度在起始宽度w_s和结束宽度w_E之间变化。

可选择地，如附图2C所示，远离增益区延伸时，脊形波导宽度的递减可接近于脊形波导宽度230′中的线性增加。这种线性递减的设计可更易于生产。在所示实施方案中，波导是弱导脊形波导(例如，未被蚀刻穿过光导层的浅蚀刻脊)，其具有在脊形蚀刻底部的、接近如下递减的脊形宽度：在700μm的长度上μ从2.1μm到2.51μm。在所示实施方案中，光波导的有效折射率(相位指数)沿着DBR区206的长度的变化的改变小于0.5％(例如，近似0.15％)。与附图1A相似，由于在最接近于增益区的DBR区的部分处光强是最大的，所以此处是其中光栅的有效栅距对激光器的光学性能具有最大影响的部分，且因此对波导宽度的线性递减的选择可以特别针对补偿光吸收加热和热串扰加热在此部分沿着波导的变化进行衡量。然而，由于温度梯度将在最接近增益区的DBR区的端部增加到最大值，故相比于线性波导宽度变化，根据指数增长函数变化的波导宽度的、沿着DBR区的长度的波导宽度的总变化可能小很多(例如，小两倍或三倍，例如0.05％到0.1％)。在另外的实施方案中(未示出)，第一DBR区的波导宽度可接近指数增长函数，其具有最接近增益区的第一递减部分和更缓慢递减或具有固定宽度的第二部分(以及可提供其他介入部分以提高近似度)。

附图2A和2C示出了宽可调谐DBR激光器200和200′，其中第一DBR区206包括产生具有多个窄反射峰(即，半峰全宽小于纵模间距的五倍)的反射谱的光栅228。第二DBR区210具有含宽反射谱的啁啾光栅240(实际光栅啁啾在附图2A中示出，但未在附图2B和2C中示出)，具有每个区配备有调谐电极208A_n、208A_n+1等的区，用于所述区的相对调谐以产生相对较宽的反射峰。如在US7145923中更详细描述的，单模则可选自与第一DBR区206的一个窄反射峰重合的、第二DBR的相对较宽的反射峰。

第一DBR区206的光栅228是相变光栅，与US6345135的附图1中公开的相变光栅相似，其包括具有均匀实际栅距的、被相位变化(例如，π)间隔的光栅区的重复图案。可选地，光栅可与采样的光栅相似，采样的光栅是产生多个窄反射峰的光栅的另外的公知的例子，其包括周期性脉光栅集合(burst)和介入间隙集合。然而，相比于这种光栅的现有技术用途，在本发明的相应DBR区中，这种光栅被配置为补偿使用中沿着DBR区的长度不均匀引入的热啁啾。这种配置可由内置啁啾(例如，来自实际光栅栅距的单调且连续变化的内置实际啁啾，和/或由波导折射率(相位指数)的单调且连续的变化引起的内置有效啁啾)提供、或通过提供不均匀加热元件或冷却元件来提供。如以下关于附图2A到附图3所讨论的，在内置啁啾的情况下，可通过实际光栅栅距的单调变化(如根据附图1A的实施方案中的DBR 106中的光栅128)或通过改变波导几何结构产生内置有效啁啾来提供。

附图2A到2C涉及一种布置，其中通过对第二DBR 208的区进行选择性频谱调谐来提供宽带加强的反射峰，且根据US7145923，第一DBR区206的反射谱产生的这些峰的梳状窄反射峰选定发射激光模式。

可选地，假设激光器在游标型调谐布置中是波长可调谐的，则两个DBR区均可具有包括间距不同的梳状反射峰的反射谱。在US6345135的附图8中示出了具有一对游标型可调谐相变光栅的这种DBR激光器。可选择地，DBR区可包括采样的光栅。这种情况下，一个或两个DBR区的反射峰是配置为补偿使用中沿着其长度不均匀引入的热啁啾的窄反射峰(小于模间距的五倍、或优选地小于模间距的三倍的半峰全宽)。

图3示出了一种替代的方法，用此方法将内置有效啁啾引入到单模DBR激光器300的第一DBR区306中。与附图2A和2B的激光器200相比，激光器300的DBR区306包含具有固定宽度的光波导330。光栅328的有效啁啾是通过以下来引入的：弯曲第一DBR区306中的光波导330，使得沿着波导传播的光在其沿着光波导远离增益区302传播的时候经历单调且连续增加的有效光栅栅距(光栅刻线保持平行，且不对应于光波导环绕弯曲)。在所示实施方案中，沿着DBR区306的长度的光波导的有效光栅栅距的变化中的改变小于0.5％。

附图4示出了用于补偿四区DBR激光器400的第一DBR区306中的光的不均匀的光吸收的另外方法。在此单模DBR激光器400中，在靠近脊形波导430处提供了电阻加热元件432(示出为在设置在脊形波导430的每一侧的两部分中)。电阻元件432适合于产生热量，该热量的每单位长度的热耗散沿着其长度、远离增益区402、单调且连续地增加。使用中，电阻元件432被驱动以在脊形波导430中产生具有热耗散分布图的热量，该热量与由光的不均匀光吸收和热串扰引起的热量互补。在所示实施方案中，电阻元件432被配置为产生与沿着DBR区406的长度的光波导的有效光栅栅距中的小于0.5％的变化相等的热耗散。有利的是，通过驱动电阻元件提供的热平衡程度可根据激光器的操作状态进行调整。

电阻元件432的宽度沿着其长度远离增益区402单调增加。在所示实施方案中，电阻元件432的每部分的宽度根据指数增长函数增加。可选地，电阻元件可线性递减，或近似于包括第一递减部分和递减较缓慢或具有固定宽度的第二部分的指数增长函数(可提供其他介入部分以产生更好的近似)。在另外的替代方案中，电阻元件432的厚度或组成可沿着其长度变化。

应理解，可以结合每个实施方案中采用的在DBR光栅中提供啁啾的不同的方法。尤其是，用于热致啁啾的电阻元件可与内置啁啾结合，以提供额外的校正。

本文提供的附图为示意性的，且未按比例进行绘制。

贯穿此说明书的描述和权利要求，词“包括”和“包含”及其变体表示“包括但不限制于”，且这些词无意(也不)排除其他部分、附加物、部件、整体或步骤。贯穿此说明书的描述和权利要求，除非上下文另有要求，否则单数包括复数。尤其是，在使用不定冠词处，除非上下文另有要求，否则此说明书应被理解为将复数考虑成和单数一样。

结合本发明的特定方面、实施方案或实例描述的特征、整体、特性、复合物、化学部分或群应被理解为适用于本文描述的任何其他方面、实施方案或实例，除非与此矛盾。本说明书(包括所附任何权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征，和/或所公开的任何方法和过程的所有步骤，可以任意组合方式结合，但不包括这些特征和/或步骤中的至少一些相互矛盾的组合。本发明不限制于任何前述实施方案的细节。本发明延伸到本说明书(包括所附任何权利要求、摘要和附图)中所公开的特征中的任何新颖的特征或特征的任何新颖组合，或者延伸到所公开的任何方法或过程的步骤中的任何新颖的步骤或步骤的任何新颖组合。

请读者注意同时或先于本说明书提出的、与本申请有关的、且与该说明书一起被公开用于公共查阅的所有论文和文件，且这些论文和文件的内容通过引用并入本文。

Claims (20)

1.一种配置用于单纵模操作的半导体分布式布拉格反射激光器，其具有包括以下项的光波导：

光学增益区,

第一反射器，所述第一反射器为第一分布式布拉格反射器DBR区，其包括被配置为产生具有一个或多个第一反射峰的反射谱的光栅，以及

第二反射器，

其中，所述第一DBR区被配置为补偿使用中沿着所述DBR区的长度不均匀地引入的热啁啾。

2.如权利要求1所述的激光器，其中，所述激光器被配置为使在操作波长处或在整个操作波长的范围内的第一反射峰的半峰全宽比纵模间距的五倍窄。

3.如权利要求1或2所述的激光器，其中，所述第一DBR区的光栅具有内置有效啁啾。

4.如权利要求3所述的激光器，其中，所述内置有效啁啾沿着所述第一DBR区可小于0.5％。

5.如权利要求3或4所述的激光器，其中，所述内置有效啁啾选自由以下项组成的组：

沿着所述第一DBR区远离所述增益区的长度的指数增长函数，

沿着所述第一DBR区远离所述增益区的长度的线性增长函数，以及

沿着所述第一DBR区远离所述增益区的长度的复合增长函数，所述复合增长函数至少包括邻近所述增益区的、具有第一线性增长函数的第一部分和具有较低的第二线性增长函数或者无内置有效啁啾的第二部分。

6.如权利要求3、4或5所述的激光器，其中，所述第一DBR区的所述光栅具有固定的栅距。

7.如权利要求3、4或5所述的激光器，其中，所述第一DBR区包括具有含啁啾实际栅距的光栅的光波导。

8.如权利要求3到7中的任一项所述的激光器，其中，所述第一DBR区具有随远离最接近所述增益区的所述第一DBR区的端部而增加的波导宽度。

9.如权利要求8所述的激光器，其中，所述波导宽度沿着所述第一DBR区的长度实质上以指数增长函数增加。

10.如权利要求8所述的激光器，其中，所述波导宽度沿着所述第一DBR区的长度线性增加。

11.如权利要求3到10中的任一项所述的激光器，其中，所述第一DBR区包括弯曲的光波导，且所述光栅具有平行的光栅刻线。

12.如前述权利要求中的任一项所述的激光器，其中，所述第一DBR区包含配置成沿着所述第一DBR区的长度不均匀地加热或冷却所述第一DBR区的温度控制元件。

13.如权利要求12所述的激光器，其中，所述温度控制元件为沿着所述第一DBR区中的所述光波导设置或设置在所述光波导旁边的递变电阻加热元件。

14.如前述权利要求中的任一项所述的激光器，其中，所述光波导包括脊形光波导。

15.如前述权利要求中的任一项所述的激光器，其中，所述第二反射器包括宽带反射器。

16.如权利要求1到14中的任一项所述的激光器，其中，所述激光器包括第二DBR区，所述第二DBR区配置为产生具有至少一个第二反射峰的第二反射谱，且所述一个第一反射峰或所述多个第一反射峰中的每个第一反射峰比一个第二反射峰或多个第二反射峰中的每个第二反射峰具有更窄的半峰全宽。

17.如前述权利要求中的任一项所述的激光器，其中，所述激光器包括相位控制区。

18.一种光发射机模块，所述光发射机模块包括如前述权利要求中的任一项所述的激光器。

19.一种半导体分布式布拉格反射激光器，所述半导体分布式布拉格反射激光器实质上如前文参考随附的说明书和任一附图所描述的。

20.一种光发射机模块，所述光发射机模块包括实质上如前文描述的激光器。