CN105161977A - 非对称相移和切趾取样光栅及dfb激光器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非对称相移和切趾取样光栅及DFB激光器。该方案中取样光栅是基于重构-等效啁啾技术设计与制造，即，取样光栅中的非对称相移是通过在取样光栅结构中引入等效相移，并将等效相移的位置放在DFB半导体激光器的腔的长度的55％～75％区域内，靠近激光器出光一端；切趾是通过在等效相移区两侧制作对称的齿深逐渐变化的光栅来改变光栅的耦合系数而实现的。在本方案中，相移的偏移可以有效增加DFB半导体激光器的出光功率，光栅的齿深变化实现的切趾效应可以有效降低相移区附近的折射率调制强度，有效减弱了空间烧孔效应。总体上，本发明提出的结构有效的提高了DFB半导体激光器的出光功率，保证了大功率工作条件下的单纵模特性。

Description

非对称相移和切趾取样光栅及DFB激光器

技术领域

本发明属于光电子技术领域，涉及光子集成，光通信以及其他很多光电信息处理。尤其涉及一种基于重构-等效啁啾技术的非对称相移和切趾取样光栅及DFB半导体激光器。

背景技术

进入二十一世纪以来，通信事业呈现出了蓬勃式的发展，尤其是最近这些年，随着人们对于网络课程，文献下载，网上电视等的需求越来越大，对于通信带宽的要求也越来越高，而承载这个巨大网络通讯的就是由光纤和各种光通讯器件组成的光纤网络系统。目前，光网络主要还是由很多光子器件分立组成。光子器件之间使用独立的材料，独立的制作工艺，独立的封装完成。但是随着光信息容量的进一步提高，光子集成将变成必然的发展趋势，因为器件之间的分立有很多诸如体积庞大，能耗巨大，管理成本过高等自身无法克服的巨大难题。而在光子集成中受到最广泛研究的是分布反馈式(DFB)半导体激光器。其中，高功率、单纵模、窄线宽的DFB半导体激光器是现在光纤通信技术的核心光源。但是，DFB激光器阵列芯片在光子集成领域的的应用还受到波长控制精度、单模成品率、高制造成本等多方面因素的困扰(Koch,T.L.andKoren,U."SemiconductorPhotonicIntegratedCircuits,"(半导体光子集成线路)IEEEJ.QuantumElect.27(3),641-653(1991).)。通过在激光器光栅层引入PI相移，并且在激光器的两端镀抗放射膜(AR/AR)，提高了DFB半导体激光器的单模成品率(I.Orfanos,T.Sphicopoulos,A.Tsigopoulos,andC.Caroubalos,"Atractableabove-thresholdmodel,forthedesignofDFBandphase-shiftedDFBlasers,"(一种应用于相移DFB激光器设计的大于阈值的理论模型)IEEEJ.QuantumElect.,27(4),946-956,(1991).)。同时，由于PI相移带来的光场分布在腔内不均匀，中间部位的光子过于集中带来了此处载流子的大量消耗，从而容易出现空间烧孔效应。空间烧孔效应会改变激光器谐振腔的光反馈的强度和相位，引起材料增益谱的起伏变化，引起边模激射，降低DFB半导体激光器的单纵模特性，线宽也因此难以变得更窄。

专利“基于重构-等效啁啾技术制备半导体激光器的方法及装置”(CN200610038728.9，国际PCT专利，申请号(PCT/CN2007/000601)提出了一种设计DFB半导体激光器的新的技术，通过重构-等效啁啾技术，将光栅的纳米相移结构提高到微米级别，避免了利用电子束曝光技术(E-Beamlithography)制作DFB半导体激光器所带来的成本昂贵，效率低，制作时间长等问题。对于“重构-等效啁啾技术”可以追溯到2002年冯佳、陈向飞等人的专利“用于补偿色散和偏振模色散的具有新取样结构的布拉格光栅”(CN02103383.8，授权公告号：CN1201513)中提出的为实现所需要的等效光栅的周期啁啾，在取样布拉格光栅的取样周期中引入取样周期啁啾。更重要的是，该技术使用的工艺与当前的电子集成印刷技术可以实现非常完美的兼容。通过全息制作均匀的种子光栅，再在此基础上，利用重构-等效啁啾技术设计的取样光刻版进行光刻取样，从而可以实现低成本的规模化生产。文献(JingsiLi，HuanWang，XiangfeiChen，ZuoweiYin，YuechunShi，YangqingLu，YitangDaiandHongliangZhu，Experimentaldemonstrationofdistributedfeedbacksemiconductorlasersbasedonreconstructionequivalentchirptechnology(基于重构-等效啁啾技术的DFB半导体激光器的实验验证)OpticsExpress,2009,17(7):5240-5245.)是该技术制作的等效PI相移DFB半导体激光器的实验验证。

此外，为了实现在泵浦功率不变的情况下，尽可能获得比较高的有效输出光功率，提高电注入效率，降低功耗，提出了很多具有复杂结构的DFB激光器，常见的DFB半导体激光器中引入不对称结构如：非对称相移和非对称耦合系数等(S.Jong-In,K.Komori,S.Arai,I.Arima,Y.Suematsu,andR.Somchai,"Lasingcharacteristicsof1.5umGaInAsP-InPSCH-BIG-DRlasers,"(1.5微米GaInAsP-InPSCH-BIG-DR激光器的特性)IEEEJ.QuantumElectron.,27(6),1736-1745,(1991).)，申请的专利有：(1)专利“基于重构-等效啁啾技术的非对称相移布拉格光栅及其激光器”(申请号：201310484338.4)中提出了相移位于腔长的60％～80％区域；(2)PI相移左右两段的光栅耦合系数不等，通过改变光栅结构的占空比来实现，专利“基于重构-等效啁啾和等效半边切趾的DFB半导体激光器及制备方法”(申请号：201410214717.6)提出通过改变半边取样光栅的占空比实现出光功率提高。

尽管通过改变取样光栅结构的占空比可以等效实现对于光栅结构的切趾效应，但是当占空比很低的时候，光栅线宽会由微米精度降低到纳米精度，增加了工艺制造的难度，这样利用重构-等效啁啾技术将无法制作得到需要的切趾效应；而且通过改变占空比实现的切趾效应无法对相移区切趾，激光器腔内的光场分布尽管会有一定程度的降低，但在相移区依然存在一个尖峰。为了解决上面提到的困难，本发明提出了通过改变光栅的齿深来实现对于光栅的切趾。通过多次光刻和干法刻蚀工艺的重复实现光栅结构中切趾段的光栅齿深的逐渐变化是“重构-等效啁啾”技术的另外一大优势。专利“两次及多次曝光采样布拉格光栅及制作方法”(申请号：200810234184.2)提出了两次及多次曝光采样布拉格光栅的制作方法。通过改变光栅的有效齿深，实现对于光栅结构的相移处的切趾，减弱空间烧孔效应，在大电流注入时，不会出现边模抑制比降低的情况。本发明提出的基于重构-等效啁啾技术的非对称相移和光栅齿深变化实现切趾的取样光栅及其DFB激光器，即基于重构-等效啁啾技术的等效相移区位于腔长的55％～75％区域之间，靠近激光器输出端，可以发现DFB半导体激光器腔内的光场分布如图3所示，出光端光功率明显提高，但是相移区附近的光场分布依然很强，大功率注入时依然很有可能发生空间烧孔效应，通过多次光刻和干法刻蚀改变等效相移区两侧的光栅齿深，使之逐渐变化，达到需要的切趾效应，从而减弱空间烧孔效应，对于制备高功率、高单模成品率的DFB半导体激光器将有很大的意义。

发明内容

鉴于上面提出的相移可能引起的大电流注入下带来的空间烧孔效应，传统DFB半导体激光器非对称相移制造复杂等问题，本发明提出基于重构-等效啁啾的非对称相移和切趾取样光栅及其DFB激光器，即基于重构-等效啁啾技术的等效相移区位于激光器腔的长度的55％-75％区域，偏向激光器的输出端，并且在等效相移区的两侧通过多次光刻和干法刻蚀工艺的重复进行引入对称的齿深逐渐变化的光栅结构，有效减弱空间烧孔效应。本发明提出的是一种制备高功率、高单模成品率的DFB激光器的新工艺。

本发明的技术方案是：一种基于重构-等效啁啾的非对称相移和切趾取样光栅，所述光栅结构是以全息干涉，双光束干涉或者纳米压印制作的均匀光栅为种子光栅，再通过lift-off工艺制作以金属镍为掩膜的均匀种子光栅，再通过重构-等效啁啾技术得到对应于普通布拉格光栅的以金属镍为掩膜的等效光栅，等效光栅中的非对称相移通过等效相移设计而引入，等效相移区的位置位于半导体激光器腔的长度的55％-75％区域范围内，切趾是通过先在衬底上制作金属镍为掩膜的取样光栅结构，再经过多次光刻和干法刻蚀工艺的进行在等效相移区的左右两侧引入左右对称的齿深逐步变化的光栅结构，实现对于相移区的左右两侧相同程度的切趾。

所述光栅是基于重构-等效啁啾技术设计的取样布拉格光栅，取样布拉格光栅中的相移通过等效相移实现，相移的非对称是通过将取样光栅中的等效相移区放置在激光器半导体腔的长度的55％～75％位置区域范围之内，偏向激光器的输出端来实现的，等效相移区左侧的长度(Lleft)与半导体激光器的腔长(L)之比(Lleft：L)在[0.55，0.75]范围内；等效相移区右侧的长度(Lright)小于等效相移区左侧的长度(Lleft)。

进一步的，所述非对称相移和和光栅齿深逐步变化实现切趾的取样光栅结构制作需要的种子光栅，可以通过全息干涉曝光，双光束干涉法或者纳米压印制造，种子光栅的周期均匀，折射率调制恒定，制作的取样光栅取样周期相同。

进一步的，在等效相移区左右通过多次光刻和干法刻蚀工艺的进行引入左右对称的齿深逐渐变化的光栅结构，实现切趾，不切趾段的光栅齿深采用最大齿深，等效相移区左侧切趾段光栅齿深由最大逐步变化到最浅，等效相移区右侧切趾段光栅与左侧对称，切趾段的光栅长度(Lapodize)满足：0<Lapodize≤Lright。

进一步的，所述非对称相移和和光栅齿深逐步变化实现切趾的取样光栅结构，取样光栅结构中光栅齿深的逐步变化是通过在一块光刻版上制作n块取样光栅图形，先对制作的均匀种子光栅进行lift-off工艺，之后进行取样光刻，利用硝酸去除露在光刻胶外面的金属镍，得到金属镍为掩膜的取样光栅，对于得到的金属镍为掩膜的取样光栅，利用图5中b所示的光刻版图形进行套刻，之后进行干法刻蚀；完成之再利用图5中c所示的光刻版图形进行套刻，并进行干法刻蚀，之后再利用氢氧化钾去除光刻胶，进行最后一次干法刻蚀，注意最后一次干法刻蚀前不再进行光刻，光刻参数和干法刻蚀参数都会进行一定程度的微调，共进行n次光刻和干法刻蚀，n一般大于1、小于10。光刻工艺之间通过对准标记进行套刻，最后利用硝酸去除金属镍，完成非对称相移和切趾取样光栅的制作。

进一步的，可以近似用数学公式分析，图1所示是基于重构-等效啁啾的非对称相移光栅示意图，其中，“1”所示为制作光栅所用的材料衬底，“2”和H所示是刻蚀之后的光栅有效齿深；根据有效折射率的近似公式

n_eff(z)＝n₀+Δn·cosz

式中，Δn∝H，H是光栅的有效齿深，因此，我们可以得到：

Δn_eff(z)∝H

所以，通过改变光栅的有效齿深，可以有效的达到相移区中间切趾的效应，有效减弱空间烧孔效应。

进一步的，制作取样光栅所用的材料衬底根据情况选用，包括二氧化硅、硅、SOI以及Ⅲ-Ⅴ族化合物等，制作过程中用到的光刻胶和紫外光固化胶也会根据情况的不同而会略有不同。

更进一步的，将取样光栅的影子光栅的±1级信道作为激光器的激射信道，为了保证只有目标信道的波长被激射，而零级信道的波长不会被激射，选用的材料的增益谱的中心与取样光栅设计的激射信道保持一致，远离零级信道布拉格波长。

更进一步的，制作得到的DFB半导体激光器的两端均镀有抗反射膜，抗反射膜可以使激光器端面反射率小于0.5％，有效增大激光器的输出功率。

本发明提出的基于重构-等效啁啾的非对称相移和切趾取样光栅及其DFB激光器，合理的利用了重构-等效啁啾技术在制作非对称相移方面的制作优势，和切趾对空间烧孔效应的有效减弱，优点在于：所述DFB半导体激光器内的取样光栅结构的相移区位置偏向激光输出端，可以使激光器的输出端功率增大；相移通过利用重构-等效啁啾技术设计制作的等效相移而引入，降低了工艺制造的难度；在等效相移区左右两侧引入对称的切趾光栅结构，可以使折射率调制强度呈现中间小，两端大的形式，有效减弱空间烧孔效应，提高激光器在高功率下工作时候的单模稳定性；光栅的切趾效应是通过制作金属镍为掩膜的取样光栅结构，再经过光刻和干法刻蚀工艺的重复进行制作得到的光栅齿深的逐渐变化实现的，需要注意的是在完成最后一步光刻之后，先以光刻胶为掩膜进行一次干法刻蚀，之后利用氢氧化钾去除光刻胶，以金属镍为掩膜再进行一次干法刻蚀，完成之后利用硝酸去除金属镍。该切趾方案克服了通过取样光栅占空比的变化实现切趾效应时取样光栅占空比变化有限的缺点；之后通过在DFB半导体激光器的端面镀抗反射膜进一步增大半导体激光器的出光功率，获得高功率，高边模抑制比的光谱特性。

本发明提出的方案不仅克服了光栅齿深的逐步变化在传统DFB半导体激光器的制作工艺中很难实现的特点，以及通过改变取样光栅占空比实现切趾效应时取样光栅占空比变化有限等缺点，而且具备了重构-等效啁啾技术在非对称相移光栅结构制造上的优势。对于高单模特性，低功耗的DFB半导体激光器的制备具有成本低，易加工，与传统CMOS工艺兼容等多方面的优势。在注入电流大小一定的条件下，既可以增大激光器端面的有效输出激光功率，又能有效减弱空间烧孔效应。

附图说明

图1为基于重构-等效啁啾的非对称相移光栅示意图；

图2为基于重构-等效啁啾的非对称相移和切趾光栅示意图；

图3为对称相移DFB半导体激光器和非对称相移DFB半导体激光器的场强分布示意图；

图4为全息制作的均匀种子光栅示意图；

图5为多次近场光刻使用的光刻版示意图：a、第一次光刻(制作取样光栅结构)使用的光刻版示意图；b、取样结构制作完成之后第一次光刻使用光刻版示意图；c、第一次干法刻蚀之后使用光刻版示意图；d、最后一次光刻使用光刻版示意图。

图中各个标示数字分别代表：1、使用的材料衬底；2、刻蚀的光栅齿深；3、未刻蚀的光栅齿深；4、光刻胶或紫外光固化胶的厚度。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行更进一步的说明。首先说明取样光栅中非对称相移和切趾的设计原理，其次再说明该取样光栅和含该取样光栅的DFB半导体激光器的制备方法。

基于重构-等效啁啾技术的非对称相移和切趾取样光栅及其DFB半导体激光器的制备方法，取样光栅中非对称相移和切趾的设计原理如下：取样光栅是基于重构-等效啁啾技术设计的含有对应普通布拉格光栅的的等效光栅；取样光栅中的非对称相移通过等效相移技术设计引入，非对称是指等效相移区的位置位于取样光栅的长度的55％-75％区域内，偏向激光器出光一端；根据公式(Δn_eff(z)∝H)可得光栅的折射率调制强度和光栅齿深呈正比关系，取样光栅中的切趾是指等效相移区两侧的光栅有效齿深对称增大，非切趾段光栅齿深最大，等效相移区的光栅齿深最小，等效相移区两侧切趾段光栅对称，切趾是通过光栅齿深的逐渐变化实现的。

接下来，将根据上面的设计原理，具体说明该取样光栅和含该取样光栅的DFB半导体激光器的具体制备方法。

基于重构-等效啁啾的非对称相移和切趾取样光栅的DFB半导体激光器的制备方法，取样光栅的具体制备方法如下：

(1)利用全息干涉曝光，在相关的材料衬底上制备均匀的种子光栅，如图4所示，图中“1”所示为制作光栅结构所用的材料衬底，图中“4”所示光刻胶或紫外光固化胶,种子光栅的周期可以根据实验需要设定，之后通过lift-off工艺制作金属镍为掩膜的均匀种子光栅。

(2)在光刻版(光掩模)上，设计并制作基于重构-等效啁啾技术的非对称相移的取样图案，如图5中a所示；之后光刻需要使用的光刻掩膜版图形，如图5中b-d所示。这里需要指出的是，图5是以光刻胶为正胶进行的示例说明，图5中a中有金属掩膜的地方对应有光栅区，没有金属掩膜的地方对应无光栅区；图5中b-d中有金属掩膜的地方对应显影之后光刻胶剩余的地方，没有金属掩膜的地方对应晶片上金属镍为掩膜的取样光栅露出来的区域，负胶反之。图5中a-d分别对应不同的光刻过程，第一次光刻之后利用硝酸去除露在光刻胶外面的金属镍，完成金属镍为掩膜的取样光栅的制造，不进行干法刻蚀；之后重新匀胶，利用图5中b所示掩膜版进行第二次光刻，光刻之后进行干法刻蚀，完成之后重新匀胶进行光刻，光刻工艺之间需要利用对准标记进行套刻，取样光栅的周期根据设计者的需要确定，通常为1-50μm之间。

(3)利用(2)中制作好的光刻版，对(1)中制作好的金属镍为掩膜的均匀种子光栅进行光刻取样，首先使用图5中a所示的掩膜版，光刻制作取样光栅结构，完成之后利用硝酸去除露出来的金属镍；之后使用图5中b所示的掩膜版进行光刻，完成之后进行干法刻蚀，再利用图5中c所示的掩膜版进行光刻，完成之后进行干法刻蚀，重复n次以上过程，n可以随机设定，n一般设定在4-10之间。需要注意的是在完成最后一次干法刻蚀之后，利用氢氧化钾去除光刻胶之后，需要再次进行一次短时间的以金属镍为掩膜的干法刻蚀，之后再利用硝酸去除金属镍，最后可以在晶片上制作得到相应的非对称相移和切趾取样光栅，如图2所示，图中“1”所示为使用的材料衬底，“2”所示为光栅刻蚀的齿深，“3”所示未为刻蚀的光栅齿深，图中“H”“H₁””H₂”分别是光栅各部分的刻蚀齿深。

基于重构-等效啁啾的非对称相移和切趾取样光栅的DFB半导体激光器的制备方法，含取样光栅的DFB半导体激光器的具体制备方法如下:

可以参考中国发明专利(取样光栅分布布拉格反射半导体激光器的制作方法，申请号：200810116039.4)中的制作步骤。

基于重构-等效啁啾的非对称相移和切趾取样光栅的DFB半导体激光器的结构为：n电极、n型InP衬底材料、外延n型InP缓冲层、非掺杂晶格匹配InGaAsP下限制层、应变InGaAsP多量子阱有源层、非掺杂晶格匹配InGaAsP上限制层、基于重构-等效啁啾技术的等效半边切趾取样光栅、二次外延生长的p型InP层和p型InGaAs的欧姆接触层和p电极。

由于本实验室为微波光子学实验室，本发明提出的含该非对称相移和切趾取样光栅的DFB半导体激光器制备也主要用于光通信，所以下面将就1550nm这一通讯波段的含该取样光栅的DFB半导体激光器做具体说明。

制备DFB半导体激光器所需要的外延材料一般是通过MOVPE(化学气相沉淀法)技术生长，具体步骤为：在n型衬底材料依次生长上一次外延n型InP缓冲层(厚度200nm、掺杂浓度约1.1×10¹⁸cm^-3)、非掺杂晶格匹配InGaAsP波导层(下波导层，厚度为100nm)、应变晶格匹配InGaAsP多量子阱(光荧光波长1520nm，共7个量子阱：阱宽8nm，0.5％压应变，垒宽10nm)和非掺杂晶格匹配InGaAsP(上波导层，厚度为100nm)。

完成一次外延后，利用上面提到的基于重构-等效啁啾的非对称相移和切趾取样光栅制备方法在上波导层形成所需激光器的光栅结构。

完成所需取样光栅的制作后，进行二次外延生长，二次外延是在取样光栅上依次生长p型InP(厚度为120nm，掺杂浓度0.3×10¹⁸cm^-3)、p型InGaAsP(厚度为10nm，掺杂浓度为0.5×10¹⁸cm^-3)、P型InP(厚度为2300nm，掺杂浓度大于0.5×10¹⁸cm^-3)、p型InGaAs(厚度为200nm，掺杂浓度1×10¹⁹cm^-3)。

完成上面的二次外延之后，开始制备脊形波导和接触层，脊波导的长度一般为DFB半导体激光器的长度，脊条宽度为2μm，脊条两边双沟的宽度为20μm，脊条深度为1.8μm。

完成脊形波导的制作后，通过PECVD(等离子加强化学气相沉积法)，在脊形波导周围填充SiO₂或有机物BCB形成绝缘层。之后制作Ti-Au金属电极。至此，基于重构-等效啁啾的非对称相移和切趾取样光栅的DFB半导体激光器制备完成。

对于本发明提出的基于重构-等效啁啾的非对称相移和切趾取样光栅的DFB半导体激光器制备方法，也可以用于单片集成DFB半导体激光器阵列的制备。单片集成DFB半导体激光器阵列制备的相关方法已经在中国发明专利“单片集成半导体激光器阵列的制造方法及装置”(CN200810156592.0)进行了详细的分析，这里将不再赘述。

本发明提出的基于重构-等效啁啾的非对称相移和切趾取样光栅的制备方法也可以用于DFB光纤激光器、光纤滤波器、硅基滤波器、玻璃基滤波器的制备。所述的lift-off工艺也可以用除了金属镍之外的其他金属，也包括二氧化硅等半导体材料。所述的干法刻蚀工艺在一定的情况下也可以利用湿法腐蚀来完成。

以上所述只是本发明的优选方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种基于重构-等效啁啾技术的非对称相移和切趾取样光栅，其特征在于：所述取样光栅是基于重构-等效啁啾技术设计的对应于普通布拉格光栅的取样光栅结构，取样光栅结构中含有对应于普通布拉格光栅的等效光栅，取样光栅结构中的非对称相移是通过将等效相移区的位置偏离中心区，放在光栅长度的55％～75％区域之间实现，取样光栅结构中的切趾效应是通过在光栅等效相移区两侧引入左右对称的光栅齿深逐渐变化的取样光栅实现。

2.根据权利要求1所述的基于重构-等效啁啾技术的非对称相移和切趾取样光栅，其特征在于：相移是通过等效相移实现，所述非对称相移是通过将等效相移区放置在取样光栅偏离中心靠右端的位置，所述等效相移区左侧的光栅长度(Lleft)与总的光栅长度(L)之比(Lleft：L)在[0.55，0.75]内。

3.根据权利要求1所述的基于重构-等效啁啾技术的非对称相移和切趾取样光栅，其特征在于：在等效相移区两侧引入切趾长度和切趾程度相同的取样光栅，根据有效折射率近似公式：

n_eff(z)＝n₀+△n·cosz

式中，△n∝H，H是光栅的有效齿深，因此，可得到：

△n_eff(z)∝H

因此，通过改变光栅的齿深来改变光栅的折射率调制强度，从而实现切趾，等效相移区左侧光栅的有效齿深从最大逐步变化到最小，等效相移区右侧切趾段光栅与左侧对称，切趾段光栅的长度(Lapodization)满足：0<L_apodization≤Lright。

4.根据权利要求3所述的基于重构-等效啁啾技术的非对称相移和切趾取样光栅，其特征在于：所述的取样光栅中的切趾段光栅是通过先在衬底上制作金属镍为掩膜的取样光栅结构，再经过光刻和干法刻蚀两步工艺的重复进行制作光栅齿深逐步变化的取样光栅，光刻工艺之间会通过对准标记来进行套刻，光刻和干法刻蚀这两步工艺重复的次数n根据设计的需求来定，一般n满足大于1，小于10。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于重构-等效啁啾技术的非对称相移和切趾取样光栅，其特征在于：所述的非对称相移和切趾取样光栅制作所需要的种子光栅通过全息干涉曝光、双光束干涉或纳米压印制作得到，种子光栅的周期均匀，取样布拉格光栅的取样周期相同，切趾段的种子光栅齿深和取样光栅齿深同步变化。

6.一种DFB半导体激光器，其特征在于：所述DFB半导体激光器是基于权利要求1～5中任一项所述的基于重构-等效啁啾技术的非对称相移和切趾取样光栅制备得到，所述的半导体激光器腔内的取样光栅是基于重构-等效啁啾技术设计的对应于普通布拉格光栅的取样光栅，非对称相移通过将引入的等效相移放置在激光器的腔的长度的55％-75％区域范围内，偏向激光器的出光端，并在激光器相移区的两侧引入切趾长度和切趾程度相同的对称切趾，切趾通过逐渐改变光栅齿深来实现。

7.根据权利要求6所述的DFB半导体激光器，其特征在于：所述的DFB半导体激光器腔内的等效相移区偏离激光器腔长的中心位置，靠近出光端，等效相移区左侧的长度(Lleft)与半导体激光器的腔长(L)之比(Lleft：L)在[0.55，0.75]范围内，比值不同的时候，输出端的出光功率也会随之发生改变，具体比例可根据实际情况来进行确定。

8.根据权利要求6所述的DFB半导体激光器，其特征在于：所述的取样光栅中的切趾是通过逐渐改变光栅齿深来实现，不切趾段的光栅齿深选用最大值，等效相移区左侧的切趾段光栅的齿深由最大逐渐变化到最小值，等效相移区右侧与左侧对称，切趾段光栅的长度(Lapodization)满足：0<L_apodization≤Lright。

9.根据权利要求8所述的DFB半导体激光器，其特征在于：所述的切趾段光栅的光栅齿深的变化是通过先在衬底上制作金属镍为掩膜的取样光栅结构，再经过光刻和干法刻蚀这两步工艺的多次重复进行完成，光刻工艺之间通过对准标记来对准进行套刻，光刻和干法刻蚀这两步工艺重复的次数n根据设计的需求来定，一般n满足大于1、小于10。

10.根据权利要求6所述的DFB半导体激光器，其特征在于：所述的半导体激光器激射信道选用取样光栅的影子光栅的±1级信道，并且选用的半导体材料的增益谱的中心也是位于激射信道对应的布拉格波长处，远离零级信道，保证只有目标信道波长被激射而零级信道不被激射。

11.根据权利要求6-10中任一项所述的DFB半导体激光器，其特征在于：所述的DFB半导体激光器两端都镀上抗反射膜，抗反射膜的反射率小于0.5％。