CN106104947A - 可调谐soi激光器 - Google Patents

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Abstract

一种波长可调谐绝缘体上硅(SOI)激光器(1)包括：激光腔，包括：具有前端(21)和后端(22)的半导体增益介质(2)，其中激光腔的反射镜(10)位于半导体增益介质的后端(22)；以及耦合到半导体增益介质的前端的相位可调谐波导平台(3)，相位可调谐波导平台包括：第一谐振器(34)和第二谐振器(35)；至少一个谐振器是相位可调谐谐振器；其中第一谐振器是下列任一个：MMI装置(34)，包括限定它们之间的谐振腔的一对反射表面，使得该装置配置成充当法布里‑珀罗滤波器；环形谐振器；或者波导法布里‑珀罗滤波器；并且其中第二谐振器是下列任一个：MMI装置，包括限定它们之间的谐振腔的一对反射表面，使得该装置配置成充当法布里‑珀罗滤波器；环形谐振器；或者波导法布里‑珀罗滤波器。来自谐振器的输出耦合可由1×3耦合器(4)来实现，并且谐振器可包括用于波长微调的附加相位调谐元件(53)。

Description

可调谐SOI激光器
技术领域
本发明涉及波长可调谐绝缘体上硅(SOI)激光器，其具有包括第一谐振器装置和第二谐振器装置的相位可调谐波导平台。
背景技术
可调谐半导体激光器常常用于在其中要求波长的偶尔但精确调谐的应用。它们能够提供优良波长稳定性，并且通常作为增益介质（诸如III-V半导体材料）中的单片光子集成电路(PIC)来制造。但是，作为多个外延再生长步骤的需要的结果，它们制造起来是昂贵的。至今，实证对调谐而言是相对缓慢地，从而使它们对于某些应用是不充分的。
特别是在其中激光器的精确波长不是如此重要的应用中，需要具有宽调谐范围(>30 nm)但是具有(小于100 ns或者甚至更优选地小于10 ns的)快速切换速度的可调谐激光器。此外，在涉及高数据速度和高装置封装密度的应用中，功率效率对技术采用至关重要。
绝缘体上硅(SOI)激光器已变成越来越普遍，因为SOI为光学装置的构成和集成提供实际的、功率高效和有成本效益的平台。当然，SOI光子集成平台的主要难题是如下事实：硅不是光学增益介质，并且因此不形成用于结合激光器的光子电路的理想介质。常见技术是对SOI光子集成电路引入一片增益材料、诸如III-V增益材料(常常称作增益芯片)。这种激光器的示例能够见于US 6101210。在US 8559470中公开在SOI PIC上构建的可调谐激光器。
这种设计的一个缺点是高光学功率损耗，特别是归因于从硅衬底所形成的波导与放置于、生长到或者以其他方式结合到平台中的光学装置中的任何波导之间的耦合。因此，还特别需要具有改进功率效率的SOI激光器。
发明内容
按照本发明的第一方面，提供一种波长可调谐绝缘体上硅(SOI)激光器，包括：激光腔，包括：半导体增益介质，具有前端和后端；以及相位可调谐波导平台，耦合到半导体增益介质的前端，相位可调谐波导平台包括：第一多模干涉(MMI)装置和第二MMI装置，每个MMI装置包括限定其之间的谐振腔的一对反射表面，使得该装置配置成充当法布里-珀罗滤波器；其中MMI装置的至少一个是相位可调谐MMI装置。
这样，每个MMI装置采取经由法布里-珀罗效应引起梳状透射谱的MMI谐振器的形式。相位可调谐MMI谐振器能够经过相位调谐，以经由Vernier效应来选择激光腔的模式。
优选地，MMI装置的每个包括：多模波导；在MMI装置的后端的第一反射层；以及在MMI装置的前端的第二反射层。MMI装置优选地是具有在后端的两个端口和在前端的两个端口的2×2 MMI装置，其中在后端的一个端口由第一反射表面来取代，并且在前端的一个端口由第二反射表面来取代。
贯穿本文档，在使用术语“后端”和“前端”的情况下，它们充当定义MMI装置的两个相对端的标签，该两个相对端由MMI装置的多模腔的纵向长来分隔。
优选地，第一反射表面因此是位于邻近第一波导(其将光耦合到多模波导的后端中)的、多模波导的后端表面上的反射层（诸如金属层）(即，在2×2 MMI波导形成MMI装置的基本结构的情况下，耦合到多模波导的两个后端波导其中之一可以是输入波导，而另一个由第一反射表面来取代)。
第一反射表面也可能是反射层，其使多模波导的后端处的波导终止(即，在2×2MMI波导形成MMI装置的基本结构的情况下，耦合到多模波导的两个后端波导其中之一可以是输入波导，而另一个可由第一反射表面来终止)。
可选地，第二反射表面是位于邻近第二波导(其将光耦合离开多模波导的前端)的、多模波导的前端表面上的反射层（诸如金属层）。
可选地，第二反射表面是反射层（诸如金属层），其使将光耦合离开多模波导的前端的波导终止。
MMI谐振器中的腔往返的精细度(finesse)和数量由MMI交叉和杆耦合比来控制。这个耦合比设计用于高不平衡，以创建高精细度和高调谐效应增强，例如，杆耦合可以为15%，以及交叉耦合为85%。
优选地，激光腔的反射镜位于半导体增益介质的后端。这样，仅存在一个增益介质-SOI波导接口(即，位于增益介质的前端)。因此，本发明的可调谐激光器具有改进的功率效率，因为与半导体增益介质和波导平台之间的耦合关联的光学损耗显著降低。另外，制造复杂度降低，因为仅需要在制造期间，例如在倒装芯片工艺中，对齐增益介质的前端。
采用反射镜定位在增益介质的后端面的情况，激光腔的仅一端(前反射镜)处于SOI波导平台之内，使得增益介质作为反射半导体光学放大器(RSOA)来起作用。
激光腔由半导体增益介质和相位可调谐波导平台来组成。优选地，位于半导体增益介质的后端的所述反射镜具有至少85%的反射率，以及甚至更优选地，反射镜具有至少90%的反射率。
优选地，位于半导体增益介质的后端的所述反射镜是半导体增益介质的反射后端面。
优选地，相位可调谐MMI装置包括相位调谐区，其包括电光介质。
可选地，相位可调谐MMI装置包括相位调谐区，其包括p-i-n结区。
可选地，电光介质可包括SiGe体材料中的p-i-n结。与更复杂的结构（诸如量子阱结构）相比，SiGe体材料的使用不太昂贵并且制造不太复杂。在这种情况下，电光效应是Franz-Keldysh(FK)效应，在该情况中，透射谱的相位可通过跨p-i-n结施加反向偏压来调整。反向偏压引起SiGe体材料中的电场，以及按照FK效应，材料和MMI装置的折射率改变，因而调整装置的透射谱的频率空间中的相位和位置。
偏压的施加可引入不合意的影响、诸如MMI装置的耦合比的变化。应当应用本领域已知的技术，以补偿这类不合意的影响。
这个调谐机制没有引入调谐相关损耗，能够生成<1 ns的调制速度，并且工作在反向偏压中要求较低功率消耗。
备选地，SiGe材料可以是量子阱材料。这样，电光效应将是量子限制斯塔克效应(QCSE)。同样，透射谱的相位可通过跨p-i-n结施加反向偏压来调整，并且量子阱材料的材料可以是SiGe。量子阱材料的使用能够产生甚至更快的调制速度和更低的功率消耗。
SiGe能够使用本领域的技术人员已知的方法来结合到SOI波导中，以及本发明的实施例能够涉及将SiGe体或QW材料结合到指定用于MMI装置的区域中，SiGe成分或QW层设计成具有右侧的带边缘吸收，其给出具有最小吸收增加的最强指数变化。
p和n掺杂区优选地定位成解决调制速度与损耗之间的折衷。P与n型区之间的较小距离对于更高速度是更好的，只要损耗保持为较低。优选地，p型区离波导中心线(本征区的中心)为至少0.1 μm但是不多于15 μm，以及优选地n型区离波导中心线为至少0.1 μm但是不多于15 μm，甚至更优选地，对于40 Gb/s操作，n型和p型区离波导中心线为至少0.1 μm但不多于0.5 μm。
可选地，相位可调谐MMI装置可包括相位调谐区，其包括p-n结区(即，可掺杂成使得它包括pn结装置)。这样，p-n结装置提供电可调谐相位调谐区，由此MMI装置的透射谱的相位能够通过施加可变反向偏压使用自由载流子等离子体扩散电光效应经由载流子耗尽来调整。p-n结可选地可以是p+-p-n-n+或者p++-p+-p-n-n+-n++结构。
在相位调谐区包括p-n结的情况下，结可偏离波导中心线。例如，它可偏移多达0.5μm；甚至更优选地对于40 Gb/s或以上的调制速度，它可偏移多达0.2 μm。
优选地，第一MMI装置和第二MMI装置是可调谐MMI装置。
第一MMI装置的相位调谐区可包括下列任一个：p-n结；p-i-n结或者另一个电光介质，其载流子密度能够通过施加电压偏置来操纵。第二MMI装置的相位调谐区还可包括下列任一个：p-n结，p-i-n结，或者不同的电光介质，其载流子密度能够通过施加电压偏置来操纵。p-n、p-i-n或其他电光介质可以是正向偏压或反向偏压，这取决于所选的相位调谐区的性质。调整偏压将反过来调整那个区域的透射谱的频率空间中的相位和位置。
第一MMI装置的相位调谐区可具有与第二MMI装置的相位调谐区相同的类型和/或结构；备选地，第一MMI装置的相位调谐区可具有与第二MMI装置的相位调谐区不同的类型和/或结构。
优选地，波长可调谐激光器还包括相位调谐区，其与第一和第二MMI装置分离(即，其没有形成(一个或多个)相位可调谐MMI装置的一部分)。这个相位调谐区优选地形成适合于对发射激光频率进行微调的附加相位调谐装置。相位调谐装置可包括：p-n结、p-i-n结或另一个电光介质。在相位可调谐波导平台被分叉的情况下，平台的各支臂中可能存在附加相位调谐装置。
存在的各附加相位调谐区/装置可包括下列任一个：p-n结；p-i-n结或者另一个电光介质。此外，各附加相位调谐区可具有与第一和/或第二MMI装置和/或存在的任何其他附加相位调谐区相同的类型和/或结构。备选地，附加相位调谐区的相位调谐区可具有与第一和第二MMI装置的相位调谐区以及与存在的任何其他附加相位调谐区不同的类型和/或结构。
优选地，相位可调谐波导平台包括分叉波导，分叉波导的各支臂包括一个MMI装置。
可选地，分叉波导平台可以是Y分支波导平台。
可选地，相位可调谐波导平台包括1×3耦合器，其设置成将来自半导体增益介质的光分离为三个分支：第一分支对应于包括第一MMI装置的分叉波导的第一支臂；第二分支对应于包括第二MMI装置的分叉波导的第二支臂；以及第三分支对应于输出分支，其形成激光腔的输出。第一和第二分支的耦合比可相等。与激光器输出波导的耦合比确定有效前反射镜反射率。
1×3耦合器例如可采取如下形式：星形耦合器；两个级联定向耦合器；两个级联MZ耦合器；MMI耦合器，并且可以是可调谐的。波导平台中的1×3耦合器的使用是有利的，因为与具有两个独立1×2耦合器的备选布置相比，腔的总长度减小。
可选地，相位可调谐波导平台包括第一1×2耦合器和第二1×2耦合器：第一1×2耦合器配置成分离在第二1×2耦合器的输入与第三分支(其充当输出分支)之间的光；以及第二1×2耦合器配置成分离在第一分支与第二分支之间的光，第一分支对应于包括第一MMI装置的分叉波导的第一支臂；以及第二分支对应于包括第二MMI装置的分叉波导的第二支臂。这个布置优于1×3耦合器布置，因为制作更简易，尽管这以激光腔的延伸为代价。
在以上段落所述的布置中，第二1×2耦合器的分离比优选地配置成使得通过第二1×2耦合器耦合到输出分支的光的百分比不小于10%但是不多于30%。
可选地，相位可调谐波导平台包括至少一个过渡区，在该处第一高度的波导耦合到第二高度的波导；第二高度小于第一高度。
可选地，第一和第二MMI装置的至少一个位于第二高度的波导中。
这样，在MMI装置包括相位调谐区的情况下，切换速度更大，因为在这个区域的波导尺寸更小。第二高度波导是“高速度高限制”波导。但是，通过在其中相位调谐没有发生的波导的区域中使用较大波导尺寸，与较小波导关联的较高损耗能够降低。
可选地，相位可调谐波导平台包括过渡区，在该处第一宽度的波导耦合到第二宽度的波导；第二宽度小于第一宽度。
可选地，第一和第二MMI装置的至少一个位于所述第二宽度的波导中。
过渡区优选地是波导平台的高度和宽度两者发生变化的区域。
具有第一高度的波长部分的硅覆盖层厚度可多达具有第二高度的波长部分的硅覆盖层厚度的18倍。波导平台的降低的“高速度高限制”波导部分的优选值包括波导平台的硅覆盖层厚度(T)，其多于或等于0.2 μm但小于或等于3.5 μm(其与波导平台中的其他位置的多于或等于2.5 μm但小于或等于3.5 μm的“标准”值形成对照)。甚至更优选地，波导平台的“高速度高限制”波导部分的硅覆盖层厚度多于或等于0.2 μm但小于或等于3.2 μm。
第二宽度可多达第一宽度的14倍。波导平台的降低的“高速度高限制”波导部分的优选值包括脊宽度(w)，其多于或等于0.3 μm但小于或等于1 μm(这与波导平台中的其他位置的多于或等于1 μm但小于或等于4 μm的“标准”值形成对照)。甚至更优选地，波导平台的“高速度高限制”波导部分的一个或多个波导的脊宽度多于或等于0.45 μm但小于或等于0.9 μm。
波导平台的降低的“高速度高限制”波导部分的优选值包括板高度(h)，其多于或等于0 μm但小于或等于0.4 μm(这与波导平台中的其他位置的多于或等于0 μm但小于或等于1.8 μm的“标准”值形成对照)。甚至更优选地，波导平台的“高速度高限制”波导部分的一个或多个波导的板高度多于或等于0.05 μm但小于或等于0.35 μm。
过渡区可包括锥体。在过渡区是不同高度的两个波导之间的过渡的情况下，锥体可包括垂直锥体。在过渡区是不同宽度的两个波导之间的过渡的情况下，锥体将为水平锥体。在过渡区是不同高度和宽度的两个波导之间的过渡的情况下，锥体将在垂直和水平维度逐渐变细。
由于垂直锥体能够难以在波导平台上创建，所以这个锥体实际上可采取多层脊形波导过渡的形式，多层脊形波导过渡具有带横向锥形壁(其具有逐渐变细以将较大高度和宽度的波导耦合到较小高度和宽度的波导的效果)的三个层/部分。
可选地，过渡区可以是模式变换器。
过渡区优选地位于波导平台耦合到半导体增益介质所在的点与两个分叉支臂相耦合所在的点之间，(即，在1×2或1×3耦合器之前)。这样，波导的高度(和/或宽度)在增益介质中的第一(较大)高度(和/或宽度)处被最优化以获得低损耗，但是高度(和/或宽度)在MMI装置所在的分叉波导平台的各支臂的第二(较小)高度(和/或宽度)处被最优化以获得高速度。
可选地，附加过渡区位于激光腔的输出，使得输出分支最初具有第二(较小)高度(和/或宽度)，但是耦合到具有第一(较大)高度和/或宽度的输出波导。
在可调谐激光器中，调谐速度通过两个参数来规定，即激光腔的调制频率和相位调谐器(其执行波长调谐功能)的调制速度。调制速度如上所述能够在10 ps至100 ns的范围内变动，这取决于物理调谐效果、以及二极管设计、以及波导尺寸。如果相位调谐器调制充分快，则激光腔调制频率也必须最大化。
调制频率与激光腔寿命的倒数成比例，因此为了使调制频率最大化，腔光子寿命也必须最小化。
另外，对于可调谐激光器来说，具有间隔充分宽的腔模式，以避免当激光器的局部温度在调谐过程期间动态变化几摄氏度时的模跳(mode-hop)，是合意的。由于这些原因，具有多于或等于30 GHz以及甚至更优选地多于或等于40 GHz的激光腔的模式间距或自由谱范围(FSR)是合意的。
优选地，激光腔的往返路径长度因此不多于1.5 mm，甚至更优选地不多于1 mm。按照本发明的第二方面，提供一种相位可调谐多模干涉(MMI)装置，该MMI装置包括：多模波导；在MMI装置的后端的第一反射表面；在MMI装置的前端的第二反射表面；以及第一与第二反射表面之间的相位调谐区；其中反射表面设置成创建多模波导中的谐振腔，使得MMI装置充当法布里-珀罗滤波器。
这样，相位可调谐MMI装置充当具有可变自由谱范围的相位可调谐谐振器/滤波器。这种装置能够与另一个MMI装置、与备选谐振器或者与激光腔中的分布式布拉格反射器(DBR)配合使用，以创建波长可调谐激光腔，其能够使用Vernier效应来调谐。
谐振腔可部分处于多模波导中，或者可完全处于多模波导中。
相位可调谐多模干涉装置优选地是适合于绝缘体上硅激光器的相位可调谐多模干涉装置。
优选地，第一反射表面是邻近耦合到多模波导的后端的波导的、多模波导的后端端面上的反射层。因此，MMI装置采取具有2×2多模干涉装置的形式，其中多模干涉装置带有两个后端端口和两个前端端口，其中一个后端端口已由第一反射表面来取代。在备选实施例中，不同于取代后端端口之一，而是第一反射表面可使耦合到那个端口的波导终止。
可选地，第二反射表面是位于邻近前端耦合波导(其将光耦合离开多模波导的前端)的、多模波导的前端端面上的反射层。在这种情况下，2×2多模装置的两个前端端口其中之一由第二反射表面来取代。
可选地，第二反射表面是位于前端耦合波导(其将光耦合离开多模波导的前端)中的反射层。在这种情况下，2×2多模装置的两个前端端口其中之一耦合到波导，该波导由第二反射表面来终止。
反射表面所在的两个端口优选地在它们之间具有大于50%的耦合比。
相位调谐区优选地是下列任一个(或者其组合)：p-n结装置；p-i-n结装置；体电光材料；或者量子阱电光材料。
相位调谐区可位于多模波导处。这样，没有额外长度需要添加到谐振腔，以便结合相位调谐区。
备选地，在第二反射表面位于前端波导中的情况下，相位调谐区可位于第二反射表面与MMI前端端面之间的前端波导处，使得相位调谐区作为前端波导的部分而不是作为多模波导的部分来形成。对于较大MMI相位调谐区，调制速度将因较大的结长度和宽度而减慢，并且功率效率将相对低。因此，其中相位调谐区处于前端波导中的这个实施例针对速度和功率消耗来最优化，因为前端波导比多模波导更小。
此外，MMI装置的FSR可以是通过相位调谐和温度调谐的组合而可调谐的。
按照本发明的第三方面，提供一种波长可调谐绝缘体上硅(SOI)激光器，包括：激光腔，包括：半导体增益介质，具有前端和后端；以及相位可调谐波导平台，其耦合到半导体增益介质的前端，相位可调谐波导平台包括：第一环形谐振器，具有第一自由谱范围(FSR)；第二环形谐振器，具有与第一FSR不同的第二FSR，第二环形谐振器耦合到第一环形谐振器；其中，环形谐振器的至少一个是相位可调谐环形谐振器，并且其中激光腔还包括多模干涉(MMI)耦合器，以将光耦合到第一环形谐振器中。
这样，相位可调谐环形谐振器能够经相位调谐，以经由Vernier效应来选择激光腔的模式。
直接耦合到波导的环形谐振器已知为涉及、与制作弯曲波导以便以严格容差来极近似直波导的需要相关联的、精确和高费用制造方法。因此，MMI耦合器的使用有利地实现较低制造容差和较低成本制造。
由MMI装置耦合到环形谐振器中的光可由波导从半导体增益介质耦合到MMI装置。
优选地，激光腔的反射镜位于半导体增益介质的后端。这样，增益介质用作反射半导体光放大器(RSOA)。
优选地，位于半导体增益介质的后端的所述反射镜具有至少85%的反射率，以及甚至更优选地，反射镜具有至少90%的反射率。
优选地，位于半导体增益介质的后端的所述反射镜是半导体增益介质的反射后端面。
优选地，波长可调谐激光器还包括第二MMI耦合器，以将光耦合到第二环形谐振器中。
优选地，波长可调谐激光器还包括第三MMI耦合器，以将光耦合离开第二环形谐振器，其中第三MMI耦合器还形成激光腔的反射镜。如果第三MMI的前端端面(前端波导通常在该处被耦合)而是由高反射层、诸如金属层来终止，则第三MMI本身可包括反射镜。备选地，耦合到第三MMI耦合器的前端的波导段可由高反射层、诸如金属层(其形成激光腔的反射镜)来终止。
可选地，第二MMI耦合器直接将第一环形谐振器耦合到第二环形谐振器。这样，所需的耦合器的数量最小化，由此使耦合器关联损耗最小化(相对于以下所述具有四个MMI耦合器的实施例)。
可选地，相位可调谐波导平台还包括附加2×2 MMI耦合器，以将光耦合离开第一环形谐振器。这个附加2×2 MMI耦合器可以是第四2×2 MMI耦合器，其将光耦合离开第一环形谐振器而到直波导，直波导然后经由第二2×2 MMI耦合器耦合到第二环形谐振器。这样，存在位于第一环形谐振器与第二环形谐振器之间的两个MMI耦合器。
按照本发明的第四方面，提供一种波长可调谐绝缘体上硅(SOI)激光器，包括：激光腔，包括：半导体增益介质，具有前端和后端；以及相位可调谐波导平台，其耦合到半导体增益介质，相位可调谐波导平台包括：第一环形谐振器，具有第一自由谱范围(FSR)；第二环形谐振器，具有与第一FSR不同的第二FSR，第二环形谐振器耦合到第一环形谐振器；其中，环形谐振器的至少一个是相位可调谐环形谐振器，并且其中激光腔的反射镜位于半导体增益介质的后端。
第二环形谐振器可直接耦合到第一环形谐振器。
以下可选特征可存在于本发明的第三和第四方面的任一个中。
可选地，各环形谐振器包括具有第一曲率半径的第一半环，其耦合到具有第二曲率半径的第二半环，第二曲率半径小于第一曲率半径。这样，激光腔的总损耗降低，因为第一半环的较大曲率半径降低环形谐振器的那一半中的损耗。
但是，另一方面，使用其中第一半环具有与第二半环的那个相同(在制造容差之内)的曲率半径的环形谐振器能够是有利的。这是因为，如果各环形谐振器包括较小尺寸的两个半环，则激光腔的总路径长度将会降低，这引起较小的总腔FSR。
另外，通过使用其中第一半环具有与第二半环的那个相同的曲率半径的环形谐振器，有可能如上所述直接耦合第一和第二环形谐振器。在这种布置中，第一半环和第二半环优选地经由多模干涉耦合器相互耦合。
优选地，相位可调谐环形谐振器包括相位调谐区，其包括电光介质。
可选地，相位调谐区可包括p-i-n结区。
可选地，电光介质由SiGe体材料中的p-i-n结来制成。与更复杂的结构、诸如量子阱结构相比，SiGe体材料的使用不太昂贵并且制造不太复杂。在这种情况下，电光效应是Franz-Keldysh(FK)效应，在这种情况下，透射谱的相位可通过跨p-i-n结施加反向偏压来调整。反向偏压引起SiGe体材料中的电场，以及按照FK效应，改变材料和环形谐振器的折射率，从而调整装置的透射谱的频率空间中的相位和位置。
这个调谐机制没有引入调谐相关损耗，能够生成<1 ns的调制速度，并且工作在反向偏压还要求更低功率消耗。
备选地，SiGe材料可以是量子阱材料。这样，电光效应将是量子限制斯塔克效应(QCSE)。同样，透射谱的相位可通过跨p-i-n结施加反向偏压来调整，并且量子阱材料的材料可以是SiGe。量子阱材料的使用能够产生甚至更快的调制速度、以及更低的功率消耗。
SiGe能够使用本领域的技术人员已知的方法来结合到SOI波导中，以及本发明的实施例能够涉及将SiGe体或QW材料结合到指定用于环形谐振器的区域中，SiGe成分或QW层设计成具有右侧的带边缘吸收，其给出具有最小吸收增加的最强指数变化。
可选地，相位调谐区可包括p-n结装置(即，可掺杂成使得它包括p-n结装置)。这样，p-n结装置提供电可调谐相位调谐区，由此装置环形谐振器的透射谱的相位能够通过施加可变反向偏压使用自由载流子等离子体扩散电光效应经由载流子耗尽来调整。p-n结可选地可以是p+-p-n-n+或者p++-p+-p-n-n+-n++结构。
在相位调谐区包括p-n结的情况下，结可偏离波导中心线。例如，它可偏移多达0.5μm；甚至更优选地对于40 Gb/s或更大的调制速度，它可偏移多达0.2 μm。
优选地，第一环形谐振器和第二环形谐振器均是可调谐环形谐振器。在这种情况下，第一环形谐振器的相位调谐区可包括下列任一个：p-n结；p-i-n结或者另一个电光介质，其载流子密度能够通过施加电压偏置来操纵。第二环形谐振器的相位调谐区还可包括下列任一个：p-n结，p-i-n结，或者不同的电光介质，其载流子密度能够通过施加电压偏置来操纵。P-n、p-i-n或另一电光介质可以是正向偏压或反向偏压，这取决于所选的相位调谐区的性质。调整偏压反过来将调整那个区域的透射谱的频率空间中的相位和位置。
按照本领域的标准教义，相位调谐区可具有圆形形状。在MMI耦合器用来耦合环形谐振器的半环的情况下，相位调谐区将采取月牙形状。选择这个结构，以便环的相位调谐区没有与MMI相交叉或者干扰MMI。
第一环形谐振器的相位调谐区可具有与第二环形谐振器的相位调谐区相同的类型和/或结构；备选地，第一环形谐振器的相位调谐区可具有与第二环形谐振器的相位调谐区不同的类型和/或结构。
可选地，波导平台可包括分叉波导，分叉波导的各支臂包括一个环形谐振器。这个分叉波导平台可以是Y分支波导平台。各环形谐振器(各分支中一个)可耦合到由反射器来终止的波导。
可选地，第一环形谐振器和第二环形谐振器可按照嵌套配置来制作。
波长可调谐激光器还可包括相位调谐区，其与第一和第二环形谐振器分离(即，其没有形成相位可调谐环形谐振器的一部分)。这个相位调谐区优选地形成适合于对激光发射频率进行微调的附加相位调谐装置。该相位调谐装置可包括：p-n结、p-i-n结或另一个电光介质。在相位可调谐波导平台被分叉的情况下，平台的各支臂中可存在附加相位调谐装置。
存在的各附加(独立)相位调谐区的相位调谐区可包括下列任一个：p-n结；p-i-n结或者另一个电光介质。各附加相位调谐区的相位调谐区可具有与第一和/或第二环形谐振器的相位调谐区和/或存在的任何其他附加相位调谐区相同的类型和/或结构。备选地，附加相位调谐区的相位调谐区可具有与第一和第二环形谐振器的相位调谐区以及存在的任何其他附加相位调谐区不同的类型和/或结构。
可选地，相位可调谐波导平台包括至少一个过渡区，在该处第一高度的波导耦合到第二高度的波导；第二高度小于第一高度。
可选地，第一和第二环形谐振器的至少一个位于第二高度的波导中。甚至更优选地，环形谐振器均位于第二高度的波导中。这样，在环形谐振器包括相位调谐区的情况下，切换速度更大，因为在这个区域的波导尺寸更小。但是，通过在其中相位调谐没有发生的波导的区域中使用较大波导尺寸，与较小波导关联的较高损耗能够降低。
可选地，相位可调谐波导平台包括过渡区，在该处第一宽度的波导耦合到第二宽度的波导；第二宽度小于第一宽度。
可选地，第一和第二环形谐振器的至少一个位于所述第二宽度的波导中。甚至更优选地，环形谐振器均位于第二宽度的波导中。
过渡区优选地是在其中波导平台的高度和宽度发生变化的区域。
具有第一高度的波长部分的硅覆盖层的厚度可多达具有第二高度的波长部分的硅覆盖层厚度的18倍。波导平台的降低的“高速度高限制”波导部分的优选值包括波导平台的硅覆盖层厚度(T)，其多于或等于0.2 μm但小于或等于3.5 μm(其与波导平台中的其他位置的多于或等于2.5 μm但小于或等于3.5 μm的“标准”值形成对照)。甚至更优选地，波导平台的“高速度高限制”波导部分的硅覆盖层厚度多于或等于0.2 μm但小于或等于3.2 μm。
第二宽度可多达第一宽度的14倍。波导平台的降低的“高速度高限制”波导部分的优选值包括脊宽度(w)，其多于或等于0.3 μm但小于或等于1 μm(这与波导平台中的其他位置的多于或等于1 μm但小于或等于4 μm的“标准”值形成对照)。甚至更优选地，波导平台的“高速度高限制”波导部分的一个或多个波导的脊宽度多于或等于0.45 μm但小于或等于0.9 μm。
波导平台的降低的“高速度高限制”波导部分的优选值包括板高度(h)，其多于或等于0 μm但小于或等于0.4 μm(这与波导平台中的其他位置的多于或等于0 μm但小于或等于1.8 μm的“标准”值形成对照)。甚至更优选地，波导平台的“高速度高限制”波导部分的一个或多个波导的板高度多于或等于0.05 μm但小于或等于0.35 μm。
可选地，过渡区可包括锥体。在过渡区是不同高度的两个波导之间的过渡的情况下，锥体可包括垂直锥体。在过渡区是不同宽度的两个波导之间的过渡的情况下，锥体将为水平锥体。在过渡区是不同高度和宽度的两个波导之间的过渡的情况下，锥体将在垂直和水平维度逐渐变细。
由于垂直锥体能够难以在波导平台上创建，所以这个锥体实际上可采取多层脊形波导过渡的形式，多层脊形波导过渡具有带横向锥形壁(其具有逐渐变细以便将较大高度和宽度的波导耦合到较小高度和宽度的波导的效果)的三个层/部分。
可选地，过渡区可以是模式变换器。
在波导平台被分叉的情况下，过渡优选地位于波导平台耦合到半导体增益介质所在的点与两个分叉支臂相耦合所在的点之间。这样，波导的高度(和/或宽度)在增益介质中的第一(较大)高度(和/或宽度)处被最优化以获得低损耗，但是高度(和/或宽度)在环形谐振器所在的分叉波导平台的各支臂的第二高度(和/或宽度)处被最优化以获得高速度。
可选地，附加过渡区位于激光腔的输出，使得输出分支最初具有第二(较小)高度(和/或宽度)，但是耦合到第一(较大)高度和/或宽度的输出波导。
优选地，激光腔的往返路径长度不多于1.5 mm，甚至更优选地不多于1 mm。
按照本发明的第五方面，提供一种波长可调谐绝缘体上硅(SOI)激光器，包括：激光腔，包括：半导体增益介质，具有前端和后端；以及相位可调谐波导平台，其耦合到半导体增益介质的前端，相位可调谐波导平台包括：第一波导法布里-珀罗滤波器和第二波导法布里-珀罗滤波器，法布里-珀罗滤波器的至少一个是相位可调谐法布里-珀罗滤波器；其中激光腔的反射镜位于半导体增益介质的后端。优选地，第一和第二法布里-珀罗滤波器由总共三个级联分布式布拉格反射器(DBR)光栅来形成。
这样，DBR光栅布置具有较小大小，因此腔长度减小。这种布置也是有利的，因为它引起更低损耗。更少组件对制作也能够是有利的。
优选地，第一和第二法布里-珀罗滤波器由合计三个波导局部反射器来形成。
优选地，相位可调谐波导平台包括分叉波导，分叉波导的一个支臂包括按照串联布置的第一和第二法布里-珀罗滤波器。这样，激光器输出可位于第二分叉支臂中。
分叉波导平台可以是Y分支波导平台。这样，激光腔的大小较小；减小的光路长度是有利的，并且包含更低损耗。
优选地，可调谐波导平台包括1×2耦合器，其将来自半导体增益介质的光耦合到：包含第一和第二法布里-珀罗滤波器的第一分支；以及包含激光器输出的第二分支。
优选地，相位可调谐法布里-珀罗滤波器包括相位调谐区，其包括电光介质。
可选地，相位调谐区包括p-i-n结区。
可选地，电光介质由SiGe体材料中的p-i-n结来制成。
与更复杂的结构、诸如量子阱结构相比，SiGe体材料的使用不太昂贵并且制造不太复杂。在这种情况下，电光效应是Franz-Keldysh(FK)效应，在该情况下，透射谱的相位可通过跨p-i-n结施加反向偏压来调整。反向偏压引起SiGe体材料中的电场，以及按照FK效应，改变材料的折射率和FP滤波器的光路长度，从而调整装置的透射谱的频率空间中的相位和位置。
这个调谐机制没有引入调谐相关损耗，能够生成<1 ns的调制速度，并且工作在反向偏压还需要较低功率消耗。
备选地，SiGe材料可以是量子阱材料。这样，电光效应将是量子限制斯塔克效应(QCSE)。同样，透射谱的相位可通过跨p-i-n结施加反向偏压来调整，并且量子阱材料的材料可以是SiGe。量子阱材料的使用能够产生甚至更快的调制速度和更低的功率消耗。
SiGe能够使用本领域技术人员已知的方法来结合到SOI波导中，以及本发明的实施例能够涉及将SiGe体或QW材料结合到指定用于FP滤波器的区域中，SiGe成分或QW层设计成具有右侧的带边缘吸收，其给出具有最小吸收增加的最强指数变化。p和n掺杂区优选地定位成解决调制速度与损耗之间的折衷。P与n型区之间的更小距离对于更高速度是更好的，只要损耗保持为较低。优选地，p型区离波导中心线(本征区的中心)为至少0.1 μm但是不多于15 μm，以及n型区优选地离波导中心线为至少0.1 μm但是不多于15 μm，甚至更优选地，对于40 Gb/s操作，n型和p型区离波导中心线为至少0.1 μm但不多于0.5 μm。
可选地，相位调谐区包括p-n掺杂区(即，它可掺杂成使得它包括p-n结装置)。这样，p-n结装置提供电可调谐相位调谐区，由此FP滤波器的透射谱的相位能够通过施加可变反向偏压使用自由载流子等离子体扩散电光效应经由载流子耗尽来调整。
p-n结可选地可以是p+-p-n-n+或者p++-p+-p-n-n+-n++结构。在相位调谐区包括p-n结的情况下，结可偏离中心线。例如，它可偏移多达0.5 μm；甚至更优选地对于40 Gb/s或以上的调制速度，它可偏移多达0.2 μm。
优选地，第一法布里-珀罗滤波器和第二法布里-珀罗滤波器是可调谐法布里-珀罗滤波器。在这种情况下，第一法布里-珀罗滤波器的相位调谐区可选地是下列任一个或者其组合：p-n结；p-i-n结或者另一个电光介质；以及第二法布里-珀罗滤波器的相位调谐区可选地是下列任一个或者其组合：p-n结、p-i-n结或另一个电光介质。第一法布里-珀罗滤波器的相位调谐区可具有与第二法布里-珀罗滤波器的相位调谐区相同的类型和/或结构；备选地，第一法布里-珀罗滤波器的相位调谐区可具有与第二法布里-珀罗滤波器的相位调谐区不同的类型和/或结构。
可选地，相位可调谐波导平台包括至少一个过渡区，在该处第一高度的波导耦合到第二高度的波导；第二高度小于第一高度。
可选地，第一和第二法布里-珀罗滤波器位于第二高度的波导中。这样，在法布里-珀罗滤波器包括相位调谐区的情况下，切换速度更大，因为在这个区域的波导尺寸更小。但是，通过在相位调谐没有发生的波导的区域中使用较大波导尺寸，与较小波导关联的较高损耗能够降低。
可选地，相位可调谐波导平台包括过渡区，在该处第一宽度的波导耦合到第二宽度的波导；第二宽度小于第一宽度。优选地，第一和第二法布里-珀罗滤波器位于所述第二宽度的波导中。
过渡区优选地是在其中波导平台的高度和宽度发生变化的区域。
具有第一高度的波长部分的硅覆盖层的厚度可多达具有第二高度的波长部分的硅覆盖层厚度的18倍。波导平台的降低的“高速度高限制”波导部分的优选值包括波导平台的硅覆盖层厚度(T)，其多于或等于0.2 μm但小于或等于3.5 μm(其与波导平台中的其他位置的多于或等于2.5 μm但小于或等于3.5 μm的“标准”值形成对照)。甚至更优选地，波导平台的“高速度高限制”波导部分的硅覆盖层厚度多于或等于0.2 μm但小于或等于3.2 μm。
第二宽度可多达第一宽度的14倍。波导平台的降低的“高速度高限制”波导部分的优选值包括脊宽度(w)，其多于或等于0.3 μm但小于或等于1 μm(这与波导平台中的其他位置的多于或等于1 μm但小于或等于4 μm的“标准”值形成对照)。甚至更优选地，波导平台的“高速度高限制”波导部分的一个或多个波导的脊宽度多于或等于0.45 μm但小于或等于0.9 μm。
波导平台的降低的“高速度高限制”波导部分的优选值包括板高度(h)，其多于或等于0 μm但小于或等于0.4 μm(这与波导平台中的其他位置的多于或等于0 μm但小于或等于1.8 μm的“标准”值形成对照)。甚至更优选地，波导平台的“高速度高限制”波导部分的一个或多个波导的板高度多于或等于0.05 μm但小于或等于0.35 μm。
可选地，过渡区包括锥体。在过渡区是不同高度的两个波导之间的过渡的情况下，锥体将为垂直锥体。在过渡区是不同宽度的两个波导之间的过渡的情况下，锥体将为水平锥体。在过渡区是不同高度和宽度的两个波导之间的过渡的情况下，锥体将在垂直和水平维度逐渐变细。
可选地，过渡区是模式变换器。
在第一和第二法布里-珀罗滤波器按串联设置的情况下，过渡区优选地位于波导平台耦合到半导体增益介质所在的点与最接近法布里-珀罗滤波器所在的点之间。这样，波导的高度(和/或宽度)在增益介质中的第一(较大)高度(和/或宽度)处被最优化以获得低损耗，但是高度(和/或宽度)在法布里-珀罗滤波器所在的波导平台的部分的第二(较小)高度(和/或宽度)处被最优化以获得高速度。
在波导平台被分叉的情况下，过渡可选地位于波导平台耦合到半导体增益介质所在的点与两个分叉支臂相耦合所在的点之间。这样，波导的高度(和/或宽度)在增益介质中的第一高度(和/或宽度)最大化，但是高度(和/或宽度)在法布里-珀罗滤波器所在的分叉波导平台的支臂的第二高度(和/或宽度)最小化。在备选实施例中，过渡区可在分叉之后定位。
可选地，附加过渡区位于激光腔的输出，使得输出分支最初具有第二(较小)高度(和/或宽度)，但是耦合到第一(较大)高度和/或宽度的输出波导。
优选地，激光腔的往返路径长度不多于1.5 mm，甚至更优选地不多于1 mm。
按照本发明的第六方面，提供一种波长可调谐绝缘体上硅(SOI)激光器，包括：激光腔，包括：具有前端和后端的半导体增益介质，其中激光腔的反射镜位于半导体增益介质的后端；以及耦合到半导体增益介质的前端的相位可调谐波导平台，相位可调谐波导平台包括：第一谐振器和第二谐振器；至少一个谐振器是相位可调谐谐振器；其中第一谐振器是下列任一个：MMI装置，包括限定它们之间的谐振腔的一对反射表面，使得该装置配置成充当法布里-珀罗滤波器；环形谐振器；或者波导法布里-珀罗滤波器；并且其中第二谐振器是下列任一个：MMI装置，包括限定它们之间的谐振腔的一对反射表面，使得该装置配置成充当法布里-珀罗滤波器；环形谐振器；或者波导法布里-珀罗滤波器。
按照本发明的第七方面，提供一种波长可调谐绝缘体上硅(SOI)激光器，包括：激光腔，包括：具有前端和后端的半导体增益介质，其中激光腔的反射镜位于半导体增益介质的后端；以及耦合到半导体增益介质的前端的相位可调谐波导平台，相位可调谐波导平台包括：第一谐振器；以及分布式布拉格反射器(DBR)；谐振器和DBR的至少一个是相位可调谐的；其中第一谐振器是下列任一个：MMI装置，包括限定它们之间的谐振腔的一对反射表面，使得该装置配置成充当法布里-珀罗滤波器；环形谐振器；或者波导法布里-珀罗滤波器；并且其中DBR是下列任一个：具有梳状反射谱的DBR；以及数字超模DBR(DS-DBR)。现在将陈述本发明的可选特征。这些特征单独地或者按照与本发明的任何方面的任何组合是可适用的。
贯穿本文档，对“光”的引用应当被理解为包括红外和紫外波长的电磁辐射以及可见光谱。激光器的输出波长的范围将取决于所使用的半导体增益介质，其可具有0.4-20 μm的范围。考虑SOI平台，可调谐SOI激光器通常具有1.1至1.7 μm的波长范围。
下面陈述本发明的其他可选特征。
附图说明
现在通过实例、参照附图来描述本发明的实施例，附图包括：
图1示出按照本发明的第一和第六方面的波长可调谐激光器的示意顶视图；
图2示出按照本发明的第一和第六方面的备选波长可调谐激光器的示意顶视图；
图3示出供图1和图2所示波长可调谐激光器中使用并且按照本发明的第二和第六方面的、相位可调谐MMI装置和用于激光腔的微调的附加相位段(对应于图1和图2的虚线框所示区域)的示意顶视图；
图4示出供图1和图2所示的波长可调谐激光器中使用并且按照本发明的第二和第六方面的备选MMI装置的示意顶视图；
图5示出通过下列项所产生的透射谱：(a) 图1或图2所示的可调谐激光器的第一MMI装置；(b) 图1或图2所示的可调谐激光器的第二MMI装置；以及(c) 所选激光器输出模式；
图6示出按照本发明的第三、第四和第六方面的波长可调谐激光器的示意顶视图；
图7示出按照本发明的第三、第四和第六方面的备选波长可调谐激光器的示意顶视图；
图8示出按照本发明的第三、第四和第六方面的另一备选波长可调谐激光器的示意顶视图；
图9示出通过下列项所产生的透射谱：(a) 图6至图8的任一个所示的可调谐激光器的第一环形谐振器；(b) 图6至图8的任一个所示的可调谐激光器的第二环形谐振器；以及(c)所选激光器输出模式；
图10示出按照本发明的第四和第六方面的波长可调谐激光器的示意顶视图；
图11示出按照本发明的第四和第六方面的备选波长可调谐激光器的示意顶视图；
图12示出按照本发明的第五和第六方面的另一备选波长可调谐激光器的示意顶视图；
图13示出过渡区的示意图。
具体实施方式
下面参照图1至图5来描述涉及包括多模干涉装置的SOI激光器的本发明的实施例。
参照图1，示出波长可调谐绝缘体上硅(SOI)激光器，该激光器具有激光腔，其由半导体增益介质2以及耦合到半导体增益介质的前端的相位可调谐波导平台3来组成。在图1所示的实施例中，半导体增益介质2采取增益芯片的形式，并且所示的增益芯片位于SOI增益芯片腔内部。
相位可调谐波导平台包括按照并行排列的第一多模干涉(MMI)装置(MMI谐振器装置)34(如图3所示)以及第二MMI装置(MMI谐振器装置)35。每个MMI装置包括：多模波导；第一反射表面341，部分覆盖多模波导的一端；以及第二反射表面342，部分覆盖多模波导的相对端，使得MMI装置的多模波导的任一侧的反射镜的排列形成谐振器，并且因此该装置充当法布里-珀罗滤波器。每个MMI装置采取具有多模波导的2×2 MMI的形式，MMI装置在其后端301具有两个端口并且在其前端302具有两个端口，由此第一反射表面341取代在前端的端口或者位于耦合到那个端口的波导中，并且由此第二反射表面取代在后端的端口或者位于耦合到那个端口的波导中。
第一和第二MMI装置的每个将产生梳状透射谱91、92，并且MMI装置的尺寸选择成使得第一MMI装置的自由谱范围(FSR1)与第二MMI装置的FSR (FSR2)是不同的。
MMI装置34、35的至少一个包括相位调谐区，并且因此形成相位可调谐MMI装置。因此，激光器的腔模式(以及因此其波长)能够经由Vernier效应来选择。在MMI装置均是相位可调谐的情况下，如图1所示，激光器输出波长将是连续可调谐的。但是，如果只有一个MMI装置是可调谐的，则输出激光将是可调整的，因为能够选择另一MMI装置的透射梳状谱中存在的离散波长的任一个。
法布里-珀罗滤波器是一种类型的无限脉冲响应(MR)滤波器，以及如同所有无限脉冲响应(MR)滤波器一样，由相位可调谐区所引起的指数变化的效果将通过谐振腔中的大量往返来增强。这意味着，要求较小注入电流密度(或者较小的施加电压)来实现至少6 nm的期望波长变化。
在图1所示的实施例中，相位可调谐波导平台由三个分支组成，分支的每个经由1×3耦合器4来耦合到半导体增益介质2。
第一相位可调谐MMI装置34位于波导平台的第一分支中；第二相位可调谐MMI装置35位于波导平台的第二分支中；以及波导平台的第三分支形成激光腔6的输出。
检测器或吸收器7可选地可位于第一或第二分支的端部(即，MMI装置朝向1×3耦合器的相对侧)。
在图1所示的实施例中，第一和第二分支的每个包括附加相位调谐区51、52，其与第一和第二MMI装置34、35分离，并且形成用于激光器的频率的微调的部件。在备选实施例(未示出)中，激光腔可包括少于三个附加相位调谐区。如果是一个附加相位调谐器，则它们可位于标记为51、52、53的三个位置的任一个。如果只有两个附加相位调谐区存在，则它们可位于标记为51、52、53的三个位置的任何两个。
第三附加和独立相位调谐区53位于半导体增益介质2与1×耦合器4之间。
同样位于半导体增益介质2与1×3耦合器4之间的是采取锥体形式的过渡区41。在过渡区41，波导平台的高度和宽度从第一高度和宽度改变成第二高度和宽度，第一高度和第一宽度分别大于第二高度和第二宽度。在所示实施例中，所有相位可调谐区位于波导平台的部分，在该处波导具有减小的宽度和高度。
第二过渡区42位于激光器的输出，使得输出从第二(较小)高度和宽度的波导改变成第一(较大)高度和宽度。因此，激光器的较大高度和宽度输出具有当耦合到应用组件(诸如增益芯片和单模光纤)时是更为有利的大小。
下面针对图13更详细论述形成第一和第二过渡区41、42的锥体的类型的示例。
半导体增益介质具有前端21和后端22；以及激光腔的反射镜位于后端。在图1所示的实施例中，半导体增益介质采取增益芯片的形式，以及在腔的后端的反射镜10采取直接施加到增益介质的后端(在本例中是增益芯片的反射后端面)的反射表面(例如金属或介电涂层)的形式。在图1(a)所示的实施例中，波导平台包括用于增益芯片的位置的SOI增益芯片腔。
形成激光腔的后反射镜的反射表面是高反射的，具有至少85%(优选地至少95%)的反射率。
1×3耦合器示出为可调谐MMI耦合器(或者定向耦合器或者可调谐马赫-曾德尔耦合器)。耦合器的分离比使得10与30%之间的透射输出耦合到第三(激光器输出)分支，Tout=10-30%。其余透射在第一与第二分支之间均匀分离，使得第一和第二分支的每个的透射由(1-Tout)/2给出。
每个MMI装置是相位可调谐MMI装置，因此包括相位调谐区8。下面针对图3和图4更详细描述这个方面。
第一方面的第二实施例在图2中示出，其中相似参考标号指示以上针对图1所述的特征。
图2所示的波长可调谐激光器601与图1所示的那个不同之处在于，不是包括单个1×3耦合器，它而是包括第一1×2耦合器44和第二1×2耦合器45。
第一1×2耦合器分离在第二1×2耦合器的输入与激光器的输出分支之间的光。这个第一1×2耦合器具有分离比，其透射它透射到激光腔的输出分支的总光的10%至30%。其余90-70%发送给第二1×2耦合器，其然后按照50:50比率在第一与第二分支之间分离按它的输入的光。
过渡区41位于半导体增益介质2与第一1×2耦合器44之间。
图3和图4示出相位可调谐MMI谐振器装置和附加独立相位调谐区的实施例。图3示出相位可调谐MMI装置和附加(独立)相位调谐区，其在图1和图2中也在虚线内示出，而图4示出备选MMI装置，其也可用于图1所示的波导平台中。
图3和图4中所示的MMI装置的每个包括：多模波导340；在MMI装置的后端301的第一反射表面341；在MMI装置的前端302的第二反射表面342、343；以及第一与第二反射表面之间的相位调谐区。第一波导350(或者“后端”波导)耦合到多模波导的后端，以及第二波导360(“前端”波导)耦合到多模波导的前端。第一反射表面341位于多模波导的后端端面301，邻近“后端”耦合波导350。它定位成使得如果MMI装置是2×2 MMI装置，则第一反射表面341取代两个后端端口其中之一(另一后端端口耦合到后端波导350)。
在两种实施例中，MMI装置34、334的相位调谐区采取波导部分的形式，其由能够形成电光介质的材料(例如Si、Ge或SiGe)所制成，材料被掺杂以形成p-i-n结，包含：p掺杂区81、n掺杂区82以及它们之间的本征区83。P掺杂和n掺杂区81、82与限定它们之间的本征区(其重叠其所在的波导的整个宽度)的波导分离。
同样在两种实施例中，附加相位调谐区51、52、53包括采取波导部分的形式的相位调谐区，波导部分由能够形成电光介质的材料(例如Si、Ge或SiGe)所制成，其被掺杂以形成p-i-n结，包含：p掺杂区581、n掺杂区582以及它们之间的本征区583。p掺杂和n掺杂区581、582与限定它们之间的本征区(其重叠其所在的波导的整个宽度)的波导分离。
在图3所示的MMI装置34的实施例中，第二反射表面342采取反射层的形式，反射层位于邻近前端耦合波导的、多模波导的前端端面上。第二反射表面定位成使得如果MMI装置为2×2 MMI装置，则第二反射表面取代两个前端端口其中之一(另一前端端口耦合到前端波导360)。
在这个实施例中，谐振腔完全处于多模波导中，以及MMI装置8的相位调谐区位于多模波导处，并且引脚掺杂区、特别是本征区，重叠多模波导的宽度。
MMI装置34、334可包括p-n结(例如p+pnn+二极管)而不是p-i-n结。无论哪一种方式，在操作时，图3的MMI装置的调谐在整个多模波导区上发生。注入载流子或施加反向偏压起作用，以调谐MMI装置的相位可调谐区的折射率，这调整其自由谱范围。
在图4所示的MMI装置334的实施例中，第二反射表面343采取位于前端耦合波导（其将光耦合离开多模波导的前端）中的反射层的形式。在这个实施例中，由第一和第二反射表面所形成的谐振腔部分处于多模波导中。MMI装置88的相位调谐区位于前端波导，使得p-i-n结的p-i-n掺杂区381、382、383(特别是本征区383)重叠前端波导的宽度。
尽管图3和图4所示的MMI谐振器装置示出p-i-n掺杂结，但是这也可以是p-n结。另外，尽管图3和图4所示的MMI装置的p-i-n结具有重叠相干波导的整个宽度的本征区，但是本征区可以比相干波导(未示出)更窄。图3和图4所示的两种实施例包括检测器或吸收器366，其位于耦合到附加前端端口(即，没有形成并且没有耦合到第二反射表面343的端口)的附加波导360中。
对于针对图1和图2所述的激光器，每个MMI装置将引起如图5(a)和图5(b)所示的梳状透射谱91、92。第一MMI装置34的透射谱92具有自由谱范围(FSR1)(梳状间距)，其与第二MMI装置35的FSR、即FSR2是不同的。这意味着，可通过改变MMI装置其中之一(或两者)相对于另一个(相互之间)的透射谱，使得第一透射谱的给定模式与第二透射谱的给定模式重叠，而使用Vernier效应来实现波长调谐。第一MMI装置的透射谱91具有0.8-1的透射值，以及第二MMI装置的透射谱92具有0.8-1的透射值。
激光器的输出谱93将对应于两个透射谱之和，这因此将挑选出重叠模式(如图5中的第三峰值所示)。
下面参照图6至图11来描述与具有环形谐振器(RR)的SOI激光器相关的本发明的实施例。
图6示出包括激光腔的波长可调谐绝缘体上硅(SOI)激光器601，激光腔包括半导体增益介质2和相位可调谐波导平台3。半导体增益介质2具有前端21和后端22，以及相位可调谐波导平台耦合到所述前端21。在图6所示的实施例中，半导体增益介质2采取增益芯片的形式。所示的增益芯片位于SOI增益芯片腔内部。
相位可调谐波导平台包括具有第一自由谱范围(FSR1)的第一环形谐振器36以及具有第二自由谱范围(FSR2)的第二环形谐振器37。在图6所示的实施例中，第一环形谐振器和第二环形均是相位可调谐的。
第一环形谐振腔36由第一半环36a和第二半环36b组成，以及第二环形谐振腔37也由第一半环37a和第二半环37b组成。在图6所示的波长可调谐激光器中，半环结构相互耦合并且使用不多于3个MMI耦合器101、102、103耦合到激光腔的直波导。
第一MMI耦合器将光耦合到第一环形谐振器中。它是具有2个后端端口和2个前端端口的2×2 MMI耦合器。后端端口包括用于来自增益介质的光的输入端口以及耦合到第一环形谐振器36的第一半环36a的端口。前端端口包括连接到吸收器/检测器7的端口以及耦合到第一环形谐振器36的第二闭环36b的端口。
第二MMI耦合器将第一环形谐振器36耦合到第二环形谐振器37。它也采取2×2MMI耦合器的形式，其中具有：2个后端端口，分别连接到第一环形谐振器的第一半环36a和第二环形谐振器的第一半环37a；以及两个前端端口，分别连接到第一环形谐振器的第二半环36b和第二环形谐振器的第二半环37b。第一环形谐振器的半环36a、36b对第二环形谐振器的半环37a、37b的直接耦合降低MMI相关损耗，因为仅需要三个MMI(而不是以下所述具有四个MMI的实施例)。腔长度也减小。但是，在这种设计中，两个环形谐振器的精细度值由第二MMI耦合器相互耦合，这导致设计自由的降低。
第三MMI耦合器将光耦合离开第二环形谐振器而到输出波导，输出波导形成激光腔的反射镜。它也采取2×2 MMI耦合器的形式，其包括：两个后端端口，分别耦合到第二环形谐振器的第一半环37a和包含吸收器/检测器7的波导；以及两个前端端口，一个耦合到第二环形谐振器的第二半环37b，而另一个耦合到输出波导，输出波导由形成激光腔的反射镜的反射表面来终止。
1×2耦合器4位于增益介质与环形谐振器之间。1×2耦合器分离在第一分支(其中环形谐振器定位成相互串联)与第二分支(其形成激光器的输出分支6)之间的光。1×2耦合器的分离比选择成将光的10-30%分离到输出分支中。
各相位可调谐环形谐振器36、37包括相位调谐区。在图6所示的实施例中，各半环36a、36b、37a、37b包括单个相位调谐区，其重叠半环的宽度(图6中通过参考标号对示出：用于第一环形谐振器的第一半环的51a和51b；用于第一环形谐振器的第二半环的51c和51d；用于第二环形谐振器的第一半环的52a和52b；以及用于第二环形谐振器的第二半环的52c和52d)。相位调谐区包括通过掺杂结构所形成的电光介质，以及掺杂结构可采取p-i-n结或p-n结的形式。
相位可调谐波导平台还包括第一附加相位调谐区53和第二附加相位调谐区54，其各自与相位可调谐第一和第二环形谐振器分离。这些附加相位调谐区提供激光频率的微调。第一附加相位调谐区53位于半导体增益介质与1×2耦合器之间，而第二附加相位调谐区54位于与环形谐振器相同的腔的分支中，在1×2耦合器和第一2×2 MMI耦合器101之间。
同样位于半导体增益介质2与1×2耦合器4之间的是采取锥体形式的过渡区41。在过渡区41，波导平台的高度和宽度从第一高度和宽度改变成第二高度和宽度，第一高度和第一宽度分别大于第二高度和第二宽度。这个实施例所示的所有相位可调谐区位于波导平台的部分，在该处波导具有减小的宽度和高度。
第二过渡区42位于激光器的输出，使得输出从第二(较小)高度和宽度的波导改变成第一(较大)高度和宽度。因此，激光器的较大高度和宽度输出具有当耦合到应用组件(例如增益芯片和单模光纤)时是更为有利的大小。
下面针对图13更详细论述形成第一和第二过渡区41、42的锥体的类型的示例。备选波长可调谐激光器在图7中示出，其中相似参考标号具有与针对图6所述那些相同的含义。图7所示的可调谐激光器与图6所示的不同之处在于，它包括附加MMI耦合器，即，存在直接耦合到环形谐振器的半环的总共4个MMI耦合器。这些包括：第一多模干涉(MMI)耦合器101，位于半导体增益介质2与第一环形谐振器之间，以将光耦合到第一环形谐振器36中；第二MMI耦合器102，位于第一环形谐振器36与第二环形谐振器37之间，以将光耦合到第二环形谐振器中；第三MMI耦合器103，位于第二环形谐振器朝向第二MMI耦合器102的相对侧，包括反射表面以形成激光腔的反射镜；以及附加第四MMI耦合器104，其也位于第一环形谐振器36与第二环形谐振器37之间。第一环形谐振器的半环与第二环形谐振器的半环之间的第四MMI耦合器的添加增加相对于针对图6所述设计的系统的设计自由度。在所示实施例中，包括1×2耦合器4、附加相位调谐区53和54、过渡区以及各种波导的其他组件位于半导体增益介质与第一MMI耦合器之间。
第二MMI耦合器经由中间波导49耦合到第四MMI耦合器。
备选波长可调谐激光器在图8中示出，其中相似参考标号具有与针对图6和图7所述相同的含义。图8与图7所示的不同之处在于，第一谐振器的第一半环36a具有比其第二半环36b更大的曲率半径，以及第二环形谐振器的第一半环37a具有比其第二半环37b更小的曲率半径。如同图7的可调谐激光器那样：第一多模干涉(MMI)耦合器101位于半导体增益介质2与第一环形谐振器之间，以将光耦合到第一环形谐振器36中；第二MMI耦合器102位于第一环形谐振器36与第二环形谐振器37之间，以将光耦合到第二环形谐振器中；第三MMI耦合器103位于第二环形谐振器朝向第二MMI耦合器102的相对侧，其耦合到输出波导，其中输出波导由反射表面来终止以形成激光腔的反射镜；以及第四MMI耦合器104也位于第一环形谐振器36与第二环形谐振器37之间。同样，在所示实施例中，包括1×2耦合器4、附加相位调谐区53和54、过渡区以及各种波导的其他组件位于半导体增益介质与第一MMI耦合器之间，以及第二MMI耦合器经由中间波导49耦合到第四MMI耦合器。
由于各环形谐振器的半环具有不同的曲率半径，所以MMI耦合器和各环形谐振器的半环设置成使得较大半环耦合到MMI耦合器的外部端口，而较小半环耦合到MMI耦合器的内部端口。
没有形成上述连接的部分的全部端口可耦合到终止在吸收器或检测器的波导。
在图6、图7和图8所示的实施例中，MMI耦合器全部是2×2耦合器，因为这简化制作。
对于针对图6至图8所述的波长可调谐激光器的每个，各环形谐振器将引起分别如图9(a)和图9(b)所示的梳状透射谱94、95。第一环形谐振器36的透射谱94具有自由谱范围(FSR1)(梳状间距)，其与第二环形谐振器37的FSR、即FSR2是不同的。这意味着，可通过改变环形谐振器其中之一(或两者)相对于另一个(相互之间)的透射谱，使得第一透射谱的给定模式与第二透射谱的给定模式重叠，而使用Vernier效应来实现波长调谐。第一MMI装置的透射谱94具有0.8-1的透射，以及第二MMI装置的透射谱95具有0.8-1的透射。
激光器的输出谱96将对应于两个透射谱之和，这因此将挑选出重叠模式(如图9中的第三峰值所示)。
在备选实施例(未示出)中，可适配图6-8的每个所示的布置，因为可将锥体移动到1×2耦合器之后的顶部波导支臂。这样，不需要输出处的第二锥体。相位可调谐MMI装置全部处于减小的宽度和高度区域中，但是附加“微调”相位调谐区可处于较大波导中，因为它们是低速装置。
图10和图11公开备选的基于环形谐振器的波长可调谐激光器1001、1101，其中相似参考标号具有与针对图6至图8所述相同的含义。如同先前环形谐振激光器那样，激光腔包括半导体增益介质2和相位可调谐波导平台3。半导体增益介质2具有前端21和后端22，以及相位可调谐波导平台耦合到所述前端21。在图10和图11所示的实施例中，半导体增益介质2采取增益芯片的形式。所示的增益芯片位于SOI增益芯片腔内部。
相位可调谐波导平台包括具有第一自由谱范围(FSR1)的第一环形谐振器38以及具有第二自由谱范围(FSR2)的第二环形谐振器39。两种环形谐振器均是相位可调谐的，因为它们各自包括相位可调谐区152、153(如本文档中的其他位置所述)。图10和图11所示的可调谐激光器与图6至图8所示的不同之处在于，第一环形谐振器和第二环形谐振器均是圆形(或跑道形)波导。诸如增益芯片2、反射镜10、附加相位调谐区53和54、过渡区41和42、输出6以及1×2耦合器4之类的所有其他特征如同以上针对图6至图8所述。
在图10所示的波长可调谐激光器1001的实施例中，光经由直接耦合到第一环形谐振器的波导平台的直波导而耦合到第一圆形环形谐振器38中。另一直波导耦合在第一圆形环形谐振器38与第二圆形环形谐振器39之间的光。第三直波导将激光腔的反射镜耦合到第二环形谐振器朝向第一环形谐振器的相对侧。
图11的波长可调谐激光器与图10的不同之处在于，第一环形谐振器直接耦合到第二环形谐振器。
直接相互耦合和/或耦合到波导平台中的直波导(而不是经由MMI耦合器)的更传统圆形环形谐振器的使用有利地最小化环大小，提供可能的FSR值方面的最高灵活度，并且最大化相位调谐区中的p-i-n或p-n结的开放波导空间。但是，这以较低制作容差和高产率制造的增加的复杂度为代价。
图12公开具有两个法布里-珀罗滤波器的耦合法布里-珀罗谐振器方案的、波长可调谐绝缘体上硅激光器1201的示例。激光器包括激光腔，其具有半导体增益介质2(具有前端和后端)以及耦合到半导体增益介质的前端的相位可调谐波导平台3。在图12所示的实施例中，半导体增益介质2采取位于SOI增益芯片腔内部的增益芯片的形式。
相位可调谐波导平台包括相互之间按照串联布置的第一波导法布里-珀罗滤波器121和第二波导法布里-珀罗滤波器122。在所示实施例中，法布里-珀罗滤波器是可调谐的，因为它们各自包括相位调谐区。
波导平台的诸如增益芯片2、反射镜10、附加相位调谐区53和54、过渡区41和42、输出6以及1×2耦合器4之类的所有其他特征如同以上针对图2至图4、图6至图8和图10至图13所述。
在图12所示的激光器设计中，法布里-珀罗滤波器的两个紧凑腔由三个宽带DBR反射器来形成。这个设计提供更短腔长度、更低损耗和更低功率消耗。但是，制作和设计复杂度因结合具有潜在的短长度和深蚀刻光栅折皱的三个DBR光栅的需要而较高。
三个DBR反射器(光栅)能够采用少量光栅线来制作，因为仅要求极宽的带宽。在一个实施例(未示出)中，三个DBR反射器只包含每个反射器一个光栅线(即，单波导缺陷)，使得各缺陷充当宽带反射镜(经深蚀刻和宽度优化以产生充分高的反射率)。
在另一个实施例(未示出)中，针对图12所述的过渡区可移动到顶部波导，在1×2耦合器之后但是在第一法布里-珀罗反射镜之前。
图13示出采取如图1至图4、图6至图8和图10至图13中存在的锥体的形式的、第一或第二过渡区的示例。锥体将第一高度和宽度的较大波导耦合到第二高度和宽度的较小波导，因此充当“垂直锥体”和横向锥体。它包括：下部分131，具有基本“楔形”部分，其中具有使第一板区的一部分逐渐变细直到第二宽度(较小波导的宽度w2)的横向锥形侧；中间部分132，其使第一板上方的脊的部分从较大波导宽度w1横向逐渐变细到较小波导宽度w2；以及上“楔”部分133，在中间部分之上形成，其使保留在第二高度上方的第一高度的脊的部分逐渐变细到点。上、中间和下部分的相对尺寸选择成使相对于波导平台沿横向和垂直方向从较大波导到较小波导的光的耦合为最大。
虽然结合上述示范实施例描述了本发明，但是许多等效修改和变形将是本领域的技术人员在阅读本公开时显而易见的。相应地，以上提出的本发明的示范实施例被理解为说明性而不是限制性的。可进行对所述实施例的各种变更，而没有背离本发明的精神和范围。具体来说，要注意，本申请通篇描述的实施例的各种谐振器能够如权利要求70所定义是可互换的。另外，在可能的情况下，谐振器可由分布式布拉格光栅反射器(DBR)来取代。
在激光腔包括过渡区的情况下，如上所述的任何附加相位调谐区可位于第一高度/宽度或第二高度/宽度的区域，因为这些的操作速度不是关键的。因此，附加相位调谐区域的一个或多个可由一个或多个热调谐区来取代。附加相位调谐区在补偿热激光器漂移方面是有益的。
在本文档中，经由“Vernier”效应的调谐应当被理解为涵盖连续波长调谐、间断波长调谐和/或准连续波长调谐。Vernier效应发生这样的场合，其中激光腔的第一谐振器或反射器的透射或反射谱具有峰对峰间距，其与激光腔的第二谐振器或反射器的透射或反射谱的峰对峰间距是不同的。对于连续调谐，需要使第一和第二谐振器/反射器是相位可调谐的。间断调谐能够经由仅一个谐振器/反射器的相位调谐来实现。在这种情况下，激光腔的输出波长将被限制到由其余(不可调谐)谐振器/反射器所设置的离散值。
通过引用将以上所参阅的所有参考文献结合于此。

Claims (74)

1.一种波长可调谐绝缘体上硅(SOI)激光器，包括：
激光腔，包括：
半导体增益介质，具有前端和后端；以及
相位可调谐波导平台，耦合到所述半导体增益介质的所述前端，所述相位可调谐波导平台包括：
第一多模干涉(MMI)装置和第二MMI装置，每个MMI装置包括限定它们之间的谐振腔的一对反射表面，使得所述装置配置成充当法布里-珀罗滤波器；
其中所述MMI装置的至少一个是相位可调谐MMI装置。
2.如权利要求1所述的波长可调谐激光器，其中，所述激光腔的反射镜位于所述半导体增益介质的所述后端。
3.如权利要求2所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐MMI装置包括相位调谐区，其包括电光介质。
4.如权利要求2或3所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐MMI装置包括相位调谐区，其包括p-i-n结区。
5.如权利要求2或3所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐MMI装置包括相位调谐区，其包括p-n结区。
6.如权利要求2至5中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述第一MMI装置和所述第二MMI装置均是可调谐MMI装置。
7. 如权利要求6所述的波长可调谐激光器，
其中，所述第一MMI装置的所述相位调谐区是下列任一个：p-n结；p-i-n结或电光介质；以及
所述第二MMI装置的所述相位调谐区是下列任一个：p-n结、p-i-n结或电光介质。
8.如以上权利要求中的任一项所述的波长可调谐激光器，还包括相位调谐区，其与所述第一和第二MMI装置分离。
9.如权利要求8所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位调谐区的一个或多个包括电光介质。
10.如权利要求8或9所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位调谐区的一个或多个包括：p-n结或p-i-n结。
11.如以上权利要求中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐波导平台包括分叉波导，所述分叉波导的各支臂包括一个MMI装置。
12.如权利要求11所述的波长可调谐激光器，其中，所述分叉波导平台是Y分支波导平台。
13.如权利要求11所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐波导平台包括1×3耦合器，其设置成把来自所述半导体增益介质的光分离为三个分支；
所述第一分支对应于包括所述第一MMI装置的所述分叉波导的第一支臂；
所述第二分支对应于包括所述第二MMI装置的所述分叉波导的所述第二支臂；以及
所述第三分支对应于形成所述激光腔的所述输出的输出分支。
14.如权利要求11所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐波导平台包括第一1×2耦合器和第二1×2耦合器：
所述第一1×2耦合器配置成分离在所述第一1×2耦合器的输入与充当输出分支的第三分支之间的光；
所述第二1×2耦合器配置成分离在第一分支与第二分支之间的光，所述第一分支对应于包括所述第一MMI装置的所述分叉波导的所述第一支臂；以及所述第二分支对应于包括所述第二MMI装置的所述分叉波导的所述第二支臂。
15.如权利要求14所述的可调谐激光器，其中，所述第二1×2耦合器的所述分离比配置成使得由所述第二1×2耦合器耦合到所述输出分支的光的百分比不小于10%但是不多于30%。
16.如以上权利要求中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐波导平台包括至少一个过渡区，在该处第一高度的波导耦合到第二高度的波导；所述第二高度小于所述第一高度。
17.如权利要求16所述的波长可调谐激光器，其中，所述第一和第二MMI装置的至少一个位于第二高度的波导中。
18.如以上权利要求中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐波导平台包括过渡区，在该处第一宽度的波导耦合到第二宽度的波导；所述第二宽度小于所述第一宽度。
19.如权利要求18所述的波长可调谐激光器，其中，所述第一和第二MMI装置的至少一个位于所述第二宽度的波导中。
20.如权利要求16至19中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述过渡区包括锥体。
21.如权利要求16至19中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述过渡区是模式变换器。
22.一种相位可调谐多模干涉(MMI)装置，所述MMI装置包括：
多模波导；
在所述MMI装置的后端的第一反射表面；
在所述MMI装置的前端的第二反射表面；以及
所述第一与第二反射表面之间的相位调谐区；
其中所述反射表面设置成创建所述多模波导中的谐振腔，使得所述MMI装置充当法布里-珀罗滤波器。
23.如权利要求22所述的可调谐MMI装置，其中，所述第一反射表面是、邻近耦合到所述多模波导的所述后端的波导的、所述多模波导的后端端面上的反射层。
24.如权利要求22或23所述的可调谐MMI装置，其中，所述第二反射表面是位于、邻近将光耦合离开所述多模波导的所述前端的前端耦合波导的、所述多模波导的前端端面上的反射层。
25.如权利要求22或23所述的可调谐MMI装置，其中，所述第二反射表面是位于、将光耦合离开所述多模波导的所述前端的、前端耦合波导中的反射层。
26.如权利要求22至25中的任一项所述的可调谐MMI装置，其中，所述相位调谐区包括p-i-n结区或p-n结区。
27.一种波长可调谐绝缘体上硅(SOI)激光器，包括：
激光腔，包括：
半导体增益介质，具有前端和后端；以及
相位可调谐波导平台，耦合到所述半导体增益介质的所述前端，所述相位可调谐波导平台包括：
第一环形谐振器，具有第一自由谱范围(FSR)；
第二环形谐振器，具有与所述第一FSR不同的第二FSR，所述第二环形谐振器耦合到所述第一环形谐振器；
其中，所述环形谐振器的至少一个是相位可调谐环形谐振器；以及
其中所述激光腔还包括多模干涉(MMI)耦合器，以将光耦合到所述第一环形谐振器中。
28.如权利要求27所述的波长可调谐激光器，其中，所述激光腔的反射镜位于所述半导体增益介质的所述后端。
29.如权利要求27所述的波长可调谐激光器，还包括第二MMI耦合器，以将光耦合到所述第二环形谐振器中。
30.如权利要求29所述的波长可调谐激光器，还包括第三MMI耦合器，以将光耦合离开所述第二环形谐振器，其中所述第三MMI耦合器还形成所述激光腔的反射镜。
31.如权利要求29或30所述的波长可调谐激光器，其中，所述第二MMI耦合器将所述第一环形谐振器直接耦合到所述第二环形谐振器。
32. 如权利要求29或30所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐波导平台还包括附加1×2 MMI耦合器，以将光耦合离开所述第一环形谐振器。
33.一种波长可调谐绝缘体上硅(SOI)激光器，包括：
激光腔，包括：
半导体增益介质，具有前端和后端；以及
相位可调谐波导平台，耦合到所述半导体增益介质，所述相位可调谐波导平台包括：
第一环形谐振器，具有第一自由谱范围(FSR)；
第二环形谐振器，具有与所述第一FSR不同的第二FSR，所述第二环形谐振器耦合到所述第一环形谐振器；
其中，所述环形谐振器的至少一个是相位可调谐环形谐振器；以及
其中所述激光腔的反射镜位于所述半导体增益介质的所述后端。
34.如权利要求27至33中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，各环形谐振器包括具有第一曲率半径的第一半环，其耦合到具有第二曲率半径的第二半环，所述第二曲率半径小于所述第一曲率半径。
35.如权利要求34所述的波长可调谐激光器，其中，所述第一半环和第二半环经由多模干涉耦合器相互耦合。
36.如权利要求27至35中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐环形谐振器包括相位调谐区，其包括电光介质。
37.如权利要求27至36中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐环形谐振器包括相位调谐区，其包括p-i-n结区。
38.如权利要求27至36中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐环形谐振器包括相位调谐区，其包括p-n结区。
39.如权利要求27至38中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述第一环形谐振器和所述第二环形谐振器均是可调谐环形谐振器。
40. 如权利要求39所述的波长可调谐激光器，
其中，所述第一环形谐振器的所述相位调谐区是下列任一个：p-n结；p-i-n结或电光介质；以及
其中，所述第二环形谐振器的所述相位调谐区是下列任一个：p-n结、p-i-n结或电光介质。
41.如权利要求27至40中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐波导平台包括分叉波导，所述分叉波导的各支臂包括一个环形谐振器。
42.如权利要求41所述的波长可调谐激光器，其中，所述分叉波导平台是Y分支波导平台。
43.如权利要求27至40中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述第一环形谐振器和第二环形谐振器按照嵌套配置来制作。
44.如权利要求27至43中的任一项所述的波长可调谐激光器，还包括相位调谐区，其与所述第一和第二环形谐振器分离。
45.如权利要求44所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位调谐区的一个或多个包括电光介质。
46.如权利要求44或45所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位调谐区的一个或多个包括：p-n结或p-i-n结。
47.如权利要求27至46中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐波导平台包括至少一个过渡区，在该处第一高度的波导耦合到第二高度的波导；所述第二高度小于所述第一高度。
48.如权利要求47所述的波长可调谐激光器，其中，所述第一和第二环形谐振器的至少一个位于第二高度的波导中。
49.如权利要求27至48中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐波导平台包括过渡区，在该处第一宽度的波导耦合到第二宽度的波导；所述第二宽度小于所述第一宽度。
50.如权利要求49所述的波长可调谐激光器，其中，所述第一和第二环形谐振器的至少一个位于所述第二宽度的波导中。
51.如权利要求47至50中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述过渡区包括锥体。
52.如权利要求47至50中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述过渡区是模式变换器。
53.一种波长可调谐绝缘体上硅(SOI)激光器，包括：
激光腔，包括：
半导体增益介质，具有前端和后端；以及
相位可调谐波导平台，耦合到所述半导体增益介质的所述前端，所述相位可调谐波导平台包括：
第一波导法布里-珀罗滤波器；以及
第二波导法布里-珀罗滤波器，所述法布里-珀罗滤波器的至少一个是相位可调谐法布里-珀罗滤波器；
其中所述激光腔的反射镜位于所述半导体增益介质的所述后端。
54.如权利要求53所述的波长可调谐激光器，其中，所述第一和第二法布里-珀罗滤波器由合计三个级联分布式布拉格反射器(DBR)光栅来形成。
55.如权利要求53所述的波长可调谐激光器，其中，所述第一和第二法布里-珀罗滤波器由合计三个波导局部反射器来形成。
56.如权利要求45至55中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐波导平台包括分叉波导，所述分叉波导的一个支臂包括按照串联布置的所述第一和第二法布里-珀罗滤波器。
57.如权利要求56所述的波长可调谐激光器，其中，所述分叉波导平台是Y分支波导平台。
58. 如权利要求56所述的波长可调谐激光器，其中，所述可调谐波导平台包括1×2耦合器，其把来自所述半导体增益介质的光耦合到：
包含所述第一和第二法布里-珀罗滤波器的第一分支；以及
包含所述激光器输出的第二分支。
59.如权利要求53至58中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐法布里-珀罗滤波器包括相位调谐区，其包括电光介质。
60.如权利要求53至59中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐法布里-珀罗滤波器包括相位调谐区，其包括p-i-n结区。
61.如权利要求53至60中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐法布里-珀罗滤波器包括相位调谐区，其包括p-n结装置。
62.如权利要求53至61中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述第一法布里-珀罗滤波器和所述第二法布里-珀罗滤波器均是可调谐法布里-珀罗滤波器。
63. 如权利要求62所述的波长可调谐激光器，
其中，所述第一法布里-珀罗滤波器的所述相位调谐区是下列任一个：p-n结或p-i-n结；以及
其中，所述第二法布里-珀罗滤波器的所述相位调谐区是下列任一个：p-n结；或者p-i-n结。
64.如权利要求53至63中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐波导平台包括至少一个过渡区，在该处第一高度的波导耦合到第二高度的波导；所述第二高度小于所述第一高度。
65.如权利要求64所述的波长可调谐激光器，其中，所述第一和第二法布里-珀罗滤波器位于第二高度的波导中。
66.如权利要求53至65中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述相位可调谐波导平台包括过渡区，在该处第一宽度的波导耦合到第二宽度的波导；所述第二宽度小于所述第一宽度。
67.如权利要求66所述的波长可调谐激光器，其中，所述第一和第二法布里-珀罗滤波器位于所述第二宽度的波导中。
68.如权利要求64至67中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述过渡区包括锥体。
69.如权利要求64至67中的任一项所述的波长可调谐激光器，其中，所述过渡区是模式变换器。
70.一种波长可调谐绝缘体上硅(SOI)激光器，包括：
激光腔，包括：
半导体增益介质，具有前端和后端，其中所述激光腔的反射镜位于所述半导体增益介质的所述后端；以及
相位可调谐波导平台，耦合到所述半导体增益介质的所述前端，所述相位可调谐波导平台包括：
第一谐振器和第二谐振器；至少一个谐振器是相位可调谐谐振器；
其中所述第一谐振器是下列任一个：
MMI装置，包括限定它们之间的谐振腔的一对反射表面，使得所述装置配置成充当法布里-珀罗滤波器；
环形谐振器；或者
波导法布里-珀罗滤波器；以及
其中所述第二谐振器是下列任一个：
MMI装置，包括限定它们之间的谐振腔的一对反射表面，使得所述装置配置成充当法布里-珀罗滤波器；
环形谐振器；或者
波导法布里-珀罗滤波器。
71.一种波长可调谐绝缘体上硅(SOI)激光器，包括：
激光腔，包括：
半导体增益介质，具有前端和后端；以及
相位可调谐波导平台，耦合到所述半导体增益介质的所述前端，所述相位可调谐波导平台包括：
第一谐振器和分布式布拉格反射器(DBR)；所述谐振器和所述DBR的至少一个是相位可调谐的；
其中所述第一谐振器是下列任一个：
MMI装置，包括限定它们之间的谐振腔的一对反射表面，使得所述装置配置成充当法布里-珀罗滤波器；
环形谐振器；或者
波导法布里-珀罗滤波器；以及
其中所述DBR是下列任一个：
具有梳状反射谱的DBR；以及数字超模DBR(DS-DBR)。
72.如权利要求71所述的波长可调谐激光器，其中，所述激光腔的反射镜位于所述半导体增益介质的所述后端。
73.一种基本上如本文参照图1、图2、图6、图8、图9、图10、图11和图12所述的波长可调谐绝缘体上硅(SOI)激光器。
74.一种基本上如本文参照图3和图4所述的可调谐MMI装置。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107611757A (zh) * 2017-09-23 2018-01-19 华南理工大学 一种两段式弱调制f‑p腔
CN109564361A (zh) * 2016-11-23 2019-04-02 洛克利光子有限公司 电光有源装置
CN109565149A (zh) * 2016-12-08 2019-04-02 华为技术有限公司 输出波长可控的激光器
JP2019161065A (ja) * 2018-03-14 2019-09-19 古河電気工業株式会社 波長可変レーザ装置、及び波長可変レーザ装置の波長制御方法
CN110521072A (zh) * 2017-06-14 2019-11-29 洛克利光子有限公司 宽带任意波长多通道激光源
CN110521143A (zh) * 2017-05-23 2019-11-29 洛克利光子有限公司 用于光调制器的驱动器
CN110741517A (zh) * 2017-06-23 2020-01-31 三菱电机株式会社 波长可变激光装置以及波长可变激光装置的制造方法
WO2020088503A1 (zh) * 2018-11-02 2020-05-07 华为技术有限公司 光源备份方法、装置以及系统
CN111146683A (zh) * 2018-11-02 2020-05-12 颖飞公司 基于硅光子的可调谐激光装置和其封装结构
CN111463657A (zh) * 2019-01-18 2020-07-28 海思光电子有限公司 可调谐激光器

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2522410A (en) 2014-01-20 2015-07-29 Rockley Photonics Ltd Tunable SOI laser
CN105452921B (zh) * 2014-07-18 2019-03-08 华为技术有限公司 波长选择开关和选择波长的方法
US10547280B2 (en) * 2015-03-12 2020-01-28 University Of Georgia Research Foundation, Inc. Photonics based tunable multiband microwave filter
US9450372B1 (en) * 2015-06-30 2016-09-20 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Wavelength tunable semiconductor laser
FR3046705B1 (fr) * 2016-01-08 2018-02-16 Commissariat Energie Atomique Source laser a semi-conducteur
WO2017131898A1 (en) * 2016-01-26 2017-08-03 Alcatel-Lucent Usa Inc. Multi-frequency hybrid tunable laser
WO2017131879A1 (en) * 2016-01-26 2017-08-03 Alcatel-Lucent Usa Inc. Silicon-photonic tunable laser
US9865640B2 (en) * 2016-01-31 2018-01-09 Tower Semiconductor Ltd. Backside illuminated (BSI) CMOS image sensor (CIS) with a resonant cavity and a method for manufacturing the BSI CIS
US11699892B2 (en) 2016-02-19 2023-07-11 Rockley Photonics Limited Discrete wavelength tunable laser
GB2547467A (en) 2016-02-19 2017-08-23 Rockley Photonics Ltd Tunable laser
US9812842B2 (en) * 2016-04-12 2017-11-07 Oracle International Corporation Hybrid optical source with optical proximity coupling provided by an external reflector
US9817251B1 (en) * 2016-05-02 2017-11-14 Futurewei Technologies, Inc. Carrier density-based tunable filter
JP2017216384A (ja) * 2016-06-01 2017-12-07 富士通株式会社 波長可変レーザ
US10014659B2 (en) * 2016-06-15 2018-07-03 Oracle International Corporation Laser array with distributed Bragg reflectors
US10541661B2 (en) * 2016-08-18 2020-01-21 University Of Georgia Research Foundation, Inc. Continuously tunable and highly reconfigurable multiband RF filter
US10038301B1 (en) * 2017-03-21 2018-07-31 Nokia Of America Corporation Hybrid mode-locked laser with tunable number of comb lines
EP3612875A4 (en) 2017-04-21 2021-03-24 Teknologian Tutkimuskeskus VTT Oy LIGHT INTENSIFICATION DEVICES IN OPTICAL CIRCUITS BETWEEN THICK AND THIN WAVE GUIDES
US10530124B2 (en) 2017-05-11 2020-01-07 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Tunable laser
KR102597283B1 (ko) 2017-05-22 2023-11-01 브로리스 센서 테크놀로지, 유에이비 혈액 구성성분 농도 레벨의 실시간 모니터링을 위한 튜닝가능형 하이브리드 iii-v/iv 레이저 센서 시스템 온 칩
US10439357B2 (en) 2017-07-06 2019-10-08 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Tunable laser
US10714895B2 (en) * 2017-07-19 2020-07-14 Axalume, Inc. Rapidly tunable silicon modulated laser
US10840672B2 (en) * 2017-08-18 2020-11-17 Nokia Solutions And Networks Oy Mode-locked semiconductor laser capable of changing output-comb frequency spacing
WO2020142643A1 (en) * 2019-01-03 2020-07-09 Quantum-Si Incorporated Optical waveguides and couplers for delivering light to an array of photonic elements
WO2020162451A1 (ja) * 2019-02-06 2020-08-13 古河電気工業株式会社 光機能素子およびレーザ素子
FR3100936B1 (fr) * 2019-09-12 2022-04-01 Commissariat Energie Atomique Circuit photonique à section active hybride III-V sur silicium à taper silicium inversé
JP7302430B2 (ja) * 2019-10-24 2023-07-04 富士通株式会社 波長可変光源、これを用いた光伝送装置、及び波長可変光源の制御方法
JP7279658B2 (ja) * 2020-02-12 2023-05-23 住友電気工業株式会社 半導体光素子およびその製造方法
US11754907B2 (en) * 2020-04-20 2023-09-12 Lionix International Bv Photon-pair source for quantum applications
US11287573B1 (en) * 2020-10-19 2022-03-29 Nexus Photonics Llc Heterogeneously integrated photonic devices with improved optical coupling between waveguides
US20210057880A1 (en) * 2020-10-19 2021-02-25 Intel Corporation Multi-wavelength laser generator using ring filter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080166134A1 (en) * 2006-12-22 2008-07-10 Finisar Corporation Optical Transmitter Having a Widely Tunable Directly Modulated Laser and Periodic Optical Spectrum Reshaping Element
CN102636841A (zh) * 2012-04-27 2012-08-15 浙江大学 一种微环辅助的环镜结构
CN103370112A (zh) * 2012-12-24 2013-10-23 华为技术有限公司 一种激光光源输出装置及激光输出系统

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1331800C (en) 1987-09-30 1994-08-30 Syuji Suzuki Time and wavelength division switching system
US4896325A (en) 1988-08-23 1990-01-23 The Regents Of The University Of California Multi-section tunable laser with differing multi-element mirrors
GB9027659D0 (en) 1990-12-20 1991-02-13 Secr Defence Optical device
GB9027658D0 (en) 1990-12-20 1991-02-13 Secr Defence Intensity dividing device
WO1995008787A1 (en) 1993-09-21 1995-03-30 Bookham Technology Limited An electro-optic device
GB2317023B (en) 1997-02-07 1998-07-29 Bookham Technology Ltd A tapered rib waveguide
GB2325334B (en) * 1998-07-10 1999-04-14 Bookham Technology Ltd External cavity laser
US5987050A (en) 1998-11-16 1999-11-16 Lucent Technologies, Inc. Laser transmitter based on a coupler and having a controlled output port
AU3691500A (en) * 1998-11-25 2000-07-03 University Of New Mexico Precisely wavelength-tunable and wavelength-switchable narrow linewidth lasers
GB2348293A (en) 1999-03-25 2000-09-27 Bookham Technology Ltd Optical phase modulator
US6728279B1 (en) 1999-05-17 2004-04-27 Interuniversitair Microelektronica Centrum Widely wavelength tunable integrated semiconductor device and method for widely tuning semiconductor devices
US6571038B1 (en) 2000-03-01 2003-05-27 Lucent Technologies Inc. Multimode interference coupler with tunable power splitting ratios and method of tuning
US6665495B1 (en) 2000-10-27 2003-12-16 Yotta Networks, Inc. Non-blocking, scalable optical router architecture and method for routing optical traffic
GB0108129D0 (en) * 2001-03-31 2001-05-23 Bookham Technology Plc Optoelectronic filters
CA2455855A1 (en) 2001-07-30 2003-02-13 Bookham Technology Plc Tuneable laser
DE60215965T2 (de) * 2001-09-13 2007-03-01 Japan Science And Technology Agency, Kawaguchi FLIP-FLOP in vollständig optischer Bauweise
JP3950028B2 (ja) * 2001-10-05 2007-07-25 日本電信電話株式会社 光増幅器
US7283694B2 (en) 2001-10-09 2007-10-16 Infinera Corporation Transmitter photonic integrated circuits (TxPIC) and optical transport networks employing TxPICs
JP2003186067A (ja) * 2001-12-17 2003-07-03 Fujitsu Ltd モード同期レーザ発振を生じる光干渉計、全光スイッチ、全光反多重化器、全光パルス整形器
US6768827B2 (en) 2002-01-16 2004-07-27 The Regents Of The University Of California Integrated optical router
GB0201950D0 (en) 2002-01-29 2002-03-13 Qinetiq Ltd Multimode interference optical waveguide device
US6873763B2 (en) 2002-04-12 2005-03-29 Intel Corporation Managing channels with different wavelengths in optical networks
JP3985159B2 (ja) * 2003-03-14 2007-10-03 日本電気株式会社 利得クランプ型半導体光増幅器
TWI251393B (en) * 2004-03-31 2006-03-11 Nec Corp Tunable laser
CN1292273C (zh) * 2005-02-05 2006-12-27 中国科学院上海光学精密机械研究所 具有波长选择性的2×2波导光开关
JP2006278769A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Nec Corp 波長可変レーザ
EP1761103B1 (en) 2005-09-01 2011-07-06 Lucent Technologies Nederland B.V. Non-blocking cyclic AWG-based node architectures
US7505686B2 (en) 2005-09-01 2009-03-17 Alcatel-Lucent Usa Inc. Highly scalable multi-granular node architecture
GB2448162A (en) 2007-04-03 2008-10-08 Bookham Technology Plc Tunable semiconductor laser
JPWO2009054526A1 (ja) * 2007-10-25 2011-03-10 日本電気株式会社 モード同期レーザ
US7658552B2 (en) 2008-06-28 2010-02-09 Kotura, Inc. Interface between light source and optical component
JP5239898B2 (ja) * 2009-01-26 2013-07-17 住友電気工業株式会社 波長可変レーザ
US8743371B2 (en) 2009-03-03 2014-06-03 Oclaro Technology Limited Optical waveguide splitters
US8724988B2 (en) 2009-05-05 2014-05-13 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Synchronous packet switches
US8615025B2 (en) * 2009-10-13 2013-12-24 Skorpios Technologies, Inc. Method and system for hybrid integration of a tunable laser
US8368995B2 (en) 2009-10-13 2013-02-05 Skorpios Technologies, Inc. Method and system for hybrid integration of an opto-electronic integrated circuit
US9318868B2 (en) * 2011-09-07 2016-04-19 Skorpios Technologies, Inc. Tunable hybrid laser with carrier-induced phase control
US8559470B2 (en) * 2009-10-13 2013-10-15 Skorpios Technologies, Inc. Method and system for hybrid integration of a tunable laser and a phase modulator
US8346028B2 (en) 2009-12-15 2013-01-01 Kotura, Inc. Optical device having modulator employing horizontal electrical field
US8737772B2 (en) 2010-02-19 2014-05-27 Kotura, Inc. Reducing optical loss in an optical modulator using depletion region
JP2011204895A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体レーザ装置
EP2544319B1 (en) * 2011-07-08 2015-03-25 Alcatel Lucent Laser source for photonic integrated devices
US8467122B2 (en) * 2011-07-13 2013-06-18 Oracle America, Inc. Hybrid laser source with ring-resonator reflector
WO2013033448A1 (en) 2011-08-30 2013-03-07 University Of Houston Methods and apparatuses for dwdm multi-mode switching router and dynamic multi-mode configuration and reconfiguration
FI124843B (fi) 2012-10-18 2015-02-13 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Taivutettu optinen aaltojohde
JP5458194B2 (ja) * 2013-02-18 2014-04-02 日本電信電話株式会社 半導体波長可変レーザ
GB2522410A (en) 2014-01-20 2015-07-29 Rockley Photonics Ltd Tunable SOI laser

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080166134A1 (en) * 2006-12-22 2008-07-10 Finisar Corporation Optical Transmitter Having a Widely Tunable Directly Modulated Laser and Periodic Optical Spectrum Reshaping Element
CN102636841A (zh) * 2012-04-27 2012-08-15 浙江大学 一种微环辅助的环镜结构
CN103370112A (zh) * 2012-12-24 2013-10-23 华为技术有限公司 一种激光光源输出装置及激光输出系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MATTEO CHERCHI 等: ""Deeply etched MMI-based components on 4 μm thick SOI for SOA-based optical RAM cell circuits"", 《PROCEEDINGS OF SPIE》 *

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109564361A (zh) * 2016-11-23 2019-04-02 洛克利光子有限公司 电光有源装置
CN109564361B (zh) * 2016-11-23 2023-09-01 洛克利光子有限公司 电光有源装置
CN109565149B (zh) * 2016-12-08 2020-06-26 华为技术有限公司 输出波长可控的激光器
CN109565149A (zh) * 2016-12-08 2019-04-02 华为技术有限公司 输出波长可控的激光器
CN110521143B (zh) * 2017-05-23 2024-01-12 洛克利光子有限公司 用于光调制器的驱动器
CN110521143A (zh) * 2017-05-23 2019-11-29 洛克利光子有限公司 用于光调制器的驱动器
CN110521072A (zh) * 2017-06-14 2019-11-29 洛克利光子有限公司 宽带任意波长多通道激光源
CN110741517A (zh) * 2017-06-23 2020-01-31 三菱电机株式会社 波长可变激光装置以及波长可变激光装置的制造方法
CN107611757A (zh) * 2017-09-23 2018-01-19 华南理工大学 一种两段式弱调制f‑p腔
CN107611757B (zh) * 2017-09-23 2024-04-19 华南理工大学 一种两段式弱调制f-p腔
JP2019161065A (ja) * 2018-03-14 2019-09-19 古河電気工業株式会社 波長可変レーザ装置、及び波長可変レーザ装置の波長制御方法
WO2020088503A1 (zh) * 2018-11-02 2020-05-07 华为技术有限公司 光源备份方法、装置以及系统
CN111146683A (zh) * 2018-11-02 2020-05-12 颖飞公司 基于硅光子的可调谐激光装置和其封装结构
US11451301B2 (en) 2018-11-02 2022-09-20 Huawei Technologies Co., Ltd. Light source backup method, apparatus, and system
CN111146683B (zh) * 2018-11-02 2024-04-16 马维尔亚洲私人有限公司 基于硅光子的可调谐激光装置和其封装结构
CN111463657A (zh) * 2019-01-18 2020-07-28 海思光电子有限公司 可调谐激光器

Also Published As

Publication number Publication date
GB2522252A (en) 2015-07-22
CN106104947B (zh) 2020-01-10
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GB2522252B (en) 2016-04-20

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Bogaerts et al. Optical interconnect technologies based on silicon photonics

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CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: WA14 2DT, 3rd Floor, 1 Ashley Road, Altringham, Cheshire, UK

Patentee after: ROCKLEY PHOTONICS Ltd.

Address before: London

Patentee before: ROCKLEY PHOTONICS Ltd.

CP02 Change in the address of a patent holder
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Tunable SOI laser

Effective date of registration: 20230621

Granted publication date: 20200110

Pledgee: Wilmington Savings Fund Association

Pledgor: ROCKLEY PHOTONICS Ltd.

Registration number: Y2023990000308

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