CN217934571U - 激光器结构、芯片及激光发射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种激光器结构、芯片及激光发射装置，所述激光器结构包括：光源模块，用于输出激光；调制模块，用于获取调制信号，其中，所述调制模块的第一输入端用于获取正相的调制信号，所述调制模块的第二输入端用于获取反相的调制信号；所述调制模块，用于获取所述激光，并基于所述正相的调制信号与所述反相的调制信号，对所述激光进行幅度调制后输出。本申请能够有效降低噪声对调制信号干扰，提高抗噪声的能力，从而更准确地调制输出的激光，并能够提高调制信号幅度，在同样调制信号下增加输出光信号的信噪比。

Description

激光器结构、芯片及激光发射装置

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，尤其是涉及一种激光器结构、芯片及激光发射装置。

背景技术

在激光技术领域内，激光发射器可用于高速率大容量传输系统，其中，电吸收外调制激光器是一种应用广泛的激光发射器。现有的外调制激光器能够将电调制信号施加到调制器上调制激光强度输出调制的光信号。电调制信号通常以差分形式传输，这是因为差分信号有两根对称的信号线，因而在有噪声干扰的情况下噪声会同时耦合到两根信号线上，形成共模从而被差分电路有效抑制共模的设计特点所消除，这使差分信号抗噪能力远高于单端信号。然而，由于现有的外调制激光发射器的结构都是单端驱动，降低了原电调制驱动信号的抗噪声的能力，也降低了其调制幅度。因此现有的激光发射器接收带有噪声的电调制信号，及减低的信号幅度，使得从调制器输出的激光的信噪比受到影响。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种激光器结构、芯片及激光发射装置，能够有效降低噪声对调制信号干扰，提高抗噪声的能力，从而更准确地调节输出的激光，并能够提高调制信号幅度，在同样调制信号下增加输出光信号的信噪比。

本申请提供了一种激光器结构，包括：

光源模块，用于产生和输出激光；

调制模块，用于获取调制信号，其中，所述调制模块的第一输入端用于获取正相的调制信号，所述调制模块的第二输入端用于获取反相的调制信号；

所述调制模块，用于获取所述激光，并基于所述正相的调制信号与所述反相的调制信号，对所述激光进行幅度调制后输出。

可选地，所述的激光器结构，其特征在于，还包括半绝缘基底；

所述光源模块和所述调制模块均位于所述基底的表面上。

可选地，所述基底的表面上设有多个外延层；

所述调制模块的第一输入端和所述调制模块的第二输入端分别位于对应的外延层。

可选地，所述多个外延层包括：基于预设顺序在所述基底的表面上生成的第一外延层、第二外延层以及第三外延层。

可选地，所述调制模块的第一输入端位于所述第三外延层；

所述调制模块的第二输入端位于所述第一外延层；

所述第二外延层为有源层，位于所述第一外延层与所述第三外延层之间。

可选地，所述光源模块的第一输入端位于所述第一外延层，所述光源模块的第一输入端与所述调制模块的第二输入端之间设有第一隔离层，以及所述光源模块的第二输入端位于所述第三外延层，所述光源模块的第二输入端与所述调制模块的第一输入端之间设有第二隔离层；或，

所述光源模块的第二输入端位于所述第一外延层，所述光源模块的第二输入端与所述调制模块的第二输入端之间设有第一隔离层，以及所述光源模块的第一输入端位于所述第三外延层，所述光源模块的第一输入端与所述调制模块的第一输入端之间设有第二隔离层。

可选地，在所述基底的表面的竖直方向上依次生成的是第一外延层、第二外延层、第三外延层、第四外延层和第五外延层；

所述第一外延层作为所述调制模块的第一输入端；

所述第二外延层作为所述调制模块的有源层；

所述第三外延层作为所述调制模块的第二输入端和所述光源模块的第二输入端；

所述第四外延层作为光源模块的有源层；

所述第五外延层作为所述光源模块的第一输入端。

可选地，所述基底为导电型基底，所述多个外延层还包括绝缘外延层，所述绝缘外延层为在生成所述第一外延层、所述第二外延层以及所述第三外延层之前在所述基底的表面上生成的外延层。

本申请提供了一种芯片，包括如上任一项所述的激光器结构。

此外，本申请提供了一种激光发射装置，包括如上所述的芯片。

相比于现有技术，本实用新型实施例具有如下有益效果：

本申请提供一种激光器结构、芯片及激光发射装置，该激光器结构包括光源模块和调制模块，光源模块用于输出激光；调制模块用于获取调制信号，其中，调制模块的第一输入端用于获取正相的调制信号，调制模块的第二输入端用于获取反相的调制信号，调制模块还用于获取激光，并基于正相的调制信号与反相的调制信号，对激光进行调节后输出。本申请通过向调制模块输入正相的调制信号与反相的调制信号，当正相的调制信号与反相的调制信号都受到噪声干扰时，由于正相的噪声与反相的噪声可以相互抵消，因此有效降低噪声对调制信号干扰，提高调制模块的抗噪声的能力，从而更准确地调节输出的激光，并能够提高调制信号幅度，在同样调制信号下增加输出光信号的信噪比。此外在同样的功耗下，差分信号能提供两倍的调制幅度，提高调制信号的信噪比。本发明提出的差分电吸收外调制激光器消除了在发射模块中唯一的单端操作，使发射模块的抗噪声性能增强，这个特性尤其适用于多通道集成的应用，能够有效抑制通道间串扰引起的共模干扰。

附图说明

图1为现有技术方案中电吸收外调制激光器的结构示意图；

图2为现有技术方案中电吸收外调制激光器的实施结构示意图；

图3为本申请提供的激光器结构的结构示意图；

图4为本申请提供的激光器结构的第一结构示意图；

图5为本申请提供的激光器结构的第二结构示意图；

图6为本申请提供的激光器结构的第三结构示意图；

图7为本申请实施例提供的芯片的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的激光发射装置的结构示意图；

其中，01、现有技术方案的光源模块；02、现有技术方案的调制模块；03、现有技术方案的基底；011、光源模块01的输入端所在的外延层；021、调制模块02的输入端所在的外延层；1、光源模块；2、调制模块；3、基底；4、芯片；5、激光发射装置；11、光源模块1的第一输入端；12、光源模块1的第二输入端；21、调制模块2的第一输入端；22、调制模块2的第二输入端；31、第一隔离层；32、第二隔离层；42、绝缘外延层；

具体实施方式

研究人员发现，请参见图1，图1为现有技术方案中电吸收外调制激光器的第一结构示意图。现有的电吸收外调制激光器通过单端输入调制信号，当单端输入的方式受到噪声干扰，所述噪声将被直接加载在信号上，影响信号质量。现有技术方案的实施例如图2所示，光源模块01只有一个输入端且位于外延层011，为光源模块01的阳极，调制模块02只有一个输入端且位于外延层021，作为调制模块02的阳极，光源模块01与调制模块02均位于导电基底03的表面上，且导电基底03作为光源模块01与调制模块02共同的阴极。由此可见，现有的电吸收外调制激光器只能通过调制模块02的阳极单端输入调制信号，通过光源模块01的阳极单端输入驱动信号，失去电驱动信号的差分抗噪声能力。

为了解决上述技术问题，本申请提供以下实施例：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本申请提供一种激光器结构，请参见图3，图3为本申请提供的激光器结构的结构示意图。该激光器结构包括光源模块1和调制模块2。

光源模块1，用于产生和输出激光。

可以理解的是，光源模块1为直流分布式反馈激光器，或光源模块1为工作在恒定输出光功率状态单模激光器，作为光源输出激光。

可以理解的是，当正相的驱动信号与反相的驱动信号都受到噪声干扰时，由于正相的噪声与反相的噪声可以相互抵消，因此有效降低噪声对驱动信号干扰；而且，本实施例分别对正相的驱动信号与反相的驱动信号进行调制，可以使信号调制幅度加倍。

调制模块2，用于获取调制信号，其中，调制模块2的第一输入端用于获取正相的调制信号，调制模块2的第二输入端用于获取反相的调制信号；并且，获取激光，并基于正相的调制信号与反相的调制信号，对激光进行调节后输出。

可选地，在一些实施例中，由调制信号驱动的电吸收波导作为调制器。

可选地，在一些实施例中，请参见图4，图4为本申请提供的激光器结构的第一实施结构示意图。激光器结构还包括基底3，光源模块1和调制模块2均位于基底3的表面上。

可以理解的是，基底3指的是半导体器件的衬底，在一些实施例中，基底3可以由半绝缘材料或绝缘材料构成。

可选地，在一些实施例中，基底3的表面上设有多个外延层，调制模块2的第一输入端和调制模块2的第二输入端分别位于对应的外延层。

可选地，光源模块1的第二输入端12位于第一外延层，光源模块1的第二输入端12与调制模块2的第二输入端22之间设有第二隔离层32，以及光源模块1的第一输入端11位于第三外延层，光源模块1的第一输入端11与调制模块2的第一输入端21之间设有第一隔离层31。第一隔离层31和第二隔离层32可以为同一种结构也可以不同，隔离层可以是高阻值的电阻，隔离层也可以根据实际应用场景调制阻值。

可选地，在一些实施例中，请参见图5，图5为本申请提供的激光器结构的第二实施结构示意图。多个外延层还包括绝缘外延层42，绝缘外延层42为在生成第一外延层、第二外延层以及第三外延层之前在基底3的表面上生成的外延层。

可以理解的是，绝缘外延层42可以是由半绝缘材料或绝缘材料构成，绝缘外延层42的隔离电子的能力可以根据实际应用场景设置。

可以理解的是，在这个实施例中，基底3可以由导电材料、半绝缘材料或绝缘材料构成。

优选地，基底3为由导电材料构成的导电基底3，绝缘外延层32为由铁掺杂的磷化铟材料构成的外延层，该导电基底3与该绝缘外延层32能够实现与由半绝缘材料构成的半绝缘基底3相同的效果。

可以理解的是，如图5所示，依次先在基底3的表面上生成绝缘外延层42，然后在绝缘外延层4的表面上生成第一外延层，接着在第一外延层的表面上生成第二外延层，最后在第二外延层的表面上生成第三外延层。由此可见，光源模块1的第二输入端位于第一外延层，调制模块2的第二输入端位于第一外延层，绝缘外延层4有利于避免光源模块1的第二输入端输入的驱动信号与调制模块2的第二输入端输入的调制信号通过基底3相互干扰，即避免光源模块1与调制模块2的电极电流相互干扰。

可选地，在一些实施例中，请参见图6，图6为本申请提供的激光器结构的第三实施结构示意图。

可选地，在一个具体实施例中，如图6所示，在基底3的表面的竖直方向上依次生成的是第一外延层、第二外延层直至第五外延层。第一外延层作为调制模块2的第一输入端22，第三外延层作为调制模块2的第二输入端22和光源模块1的第二输入端12，而第五外延层作为光源模块1的第一输入端11。第二外延层为调制模块2的有源层，而第四外延层为光源模块1的有源层。

可以理解的是，光源模块1的第二输入端12位于第三外延层，光源模块1的第二输入端12与调制模块2的第二输入端22之间设有第一隔离层31，隔离层可以是高阻值的电阻，隔离层也可以根据实际应用场景调制阻值。

本申请还提供一种实施例，一种芯片4，请参见图7，图7为本申请实施例提供的芯片4的结构示意图。该芯片4包括上述任一种激光器结构。

另外，本申请还提供一种实施例，一种激光发射装置5，请参见图8，图8为本申请实施例提供的激光发射装置5的结构示意图。该激光发射装置5包括上述芯片4。

本申请提供一种激光器结构、芯片4及激光发射装置5，该激光器结构包括光源模块1和调制模块2，光源模块1用于输出激光；调制模块2用于获取调制信号，其中，调制模块2的第一输入端用于获取正相的调制信号，调制模块2的第二输入端用于获取反相的调制信号，调制模块2还用于获取激光，并基于正相的调制信号与反相的调制信号，对激光进行调节后输出。本申请通过向调制模块2输入正相的调制信号与反相的调制信号，当正相的调制信号与反相的调制信号都受到噪声干扰时，由于正相的噪声与反相的噪声可以相互抵消，因此有效降低噪声对调制信号干扰，提高调制模块2的抗噪声的能力，从而使调制模块2更准确地调节输出的激光。特别地，当本申请实施例的激光器结构应用于多通道激光器集成的应用场景时，得益于本申请实施例的激光器结构的高抗干扰性能，本申请实施例的激光器结构能够有效抑制通道间的串扰噪声。另外，当需要调节调制信号时，本申请实施例可以分别对正相的驱动信号与反相的驱动信号进行调节，从而增加调制信号调节幅度。

即，以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

另外，对于特性相同或相似的结构元件，本申请可采用相同或者不相同的标号进行标识。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“例如”一词是用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“例如”的任何一个实施例不一定被解释为比其它实施例更加优选或更加具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，本申请给出了以上描述。在以上描述中，为了解释的目的而列出了各个细节。

应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实施例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

Claims (10)

1.一种激光器结构，其特征在于，包括：

光源模块，用于产生和输出激光；

调制模块，用于获取调制信号，其中，所述调制模块的第一输入端用于获取正相的调制信号，所述调制模块的第二输入端用于获取反相的调制信号；

所述调制模块，用于获取所述激光，并基于所述正相的调制信号与所述反相的调制信号，对所述激光进行幅度调制后输出。

2.如权利要求1所述的激光器结构，其特征在于，还包括半绝缘基底；

所述光源模块和所述调制模块均位于所述基底的表面上。

3.如权利要求2所述的激光器结构，其特征在于，所述基底的表面上设有多个外延层；

所述调制模块的第一输入端和所述调制模块的第二输入端分别位于对应的外延层。

4.如权利要求3所述的激光器结构，其特征在于，所述多个外延层包括：基于预设顺序在所述基底的表面上生成的第一外延层、第二外延层以及第三外延层。

5.如权利要求4所述的激光器结构，其特征在于，

所述调制模块的第一输入端位于所述第三外延层；

所述调制模块的第二输入端位于所述第一外延层；

所述第二外延层为有源层，位于所述第一外延层与所述第三外延层之间。

6.如权利要求5所述的激光器结构，其特征在于，所述光源模块的第一输入端位于所述第一外延层，所述光源模块的第一输入端与所述调制模块的第二输入端之间设有第一隔离层，以及所述光源模块的第二输入端位于所述第三外延层，所述光源模块的第二输入端与所述调制模块的第一输入端之间设有第二隔离层；或，

所述光源模块的第二输入端位于所述第一外延层，所述光源模块的第二输入端与所述调制模块的第二输入端之间设有第一隔离层，以及所述光源模块的第一输入端位于所述第三外延层，所述光源模块的第一输入端与所述调制模块的第一输入端之间设有第二隔离层。

7.如权利要求5所述的激光器结构，其特征在于，在所述基底的表面的竖直方向上依次生成的是第一外延层、第二外延层、第三外延层、第四外延层和第五外延层；

所述第一外延层作为所述调制模块的第一输入端；

所述第二外延层作为所述调制模块的有源层；

所述第三外延层作为所述调制模块的第二输入端和所述光源模块的第二输入端；

所述第四外延层作为光源模块的有源层；

所述第五外延层作为所述光源模块的第一输入端。

8.如权利要求4至7任一项所述的激光器结构，其特征在于，所述基底为导电型基底，所述多个外延层还包括绝缘外延层，所述绝缘外延层为在生成所述第一外延层、所述第二外延层以及所述第三外延层之前在所述导电型基底的表面上生成的外延层。

9.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的激光器结构。

10.一种激光发射装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的芯片。

Images