激光芯片及其制备方法、光模块技术

本发明专利技术实施例提供了一种激光芯片，包括基板，设于基板上的第一有源区和第二有源区；设于第一有源区上的第一光栅，第一有源区发出的光在第一光栅处发生布拉格反射；设于第二有源区上的第二光栅，第二有源区发出的光在第二光栅处发生布拉格反射；第一光栅与第二光栅不平行设置，解理后具有不同的端面相位，使得第一发光单元与第二发光单元具有不同的单模抑制比SMSR以及良率，激光芯片可以筛选性能更优越的发光单元。

Laser chip and its preparation method and optical module

The embodiment of the invention provides a laser chip, which comprises a substrate, a substrate on the first and second active regions; the first grating is arranged in the first active region, a first active region light reflection grating at Prague in the first second; a second grating on the active region, a second active region of light Prague in second at the first reflection grating; grating and grating second is arranged in parallel with different end phase after cleavage, the first light emitting element and a second light emitting unit has a different mode suppression ratio SMSR and the yield of chips can be laser light emitting unit screening more superior performance.

【技术实现步骤摘要】
激光芯片及其制备方法、光模块
本申请涉及光通信
，特别涉及一种激光芯片。本申请同时还特别涉及一种激光芯片的制作方法。
技术介绍
激光芯片是光纤通讯、数据传输的关键部件。激光芯片在实际使用时，需要监控输出功率，以保证传输信号眼图质量。边发射激光芯片是光纤通讯、数据传输的关键部件。由于光钎传输低损耗、低色散需要，通讯用半导体激光芯片以激射波长为1.3-1，55微米的磷化铟基激光芯片为主流产品。该激光芯片有掩埋(BuriedHeterostucture，BH)、脊波导(RidgeWaveguide，RW)两种。其中，分布反馈激光芯片(DistributedFeedbackBrag，DFB)因为其单纵模特性，传输距离更远，应用更为广泛。DFB激光芯片制作过程非常复杂。以BH结构为例，主要流程是：生长量子阱有源区；在量子阱上面制作光栅，提供波长选择功能；光栅层上的再生长；用半绝缘的二氧化硅、或者氮化硅做保护膜，刻蚀出有源区台面；在刻蚀出来的台面两侧生长反向PN结，提供电流阻挡；刻蚀掉保护膜层，再次生长包层和接触层；淀积表面保护层、制作金属电极、减薄、淀积背面电极；解理、镀膜、测试、挑选、封装。然而，在上述DFB半导体激光器中，其光栅的一个周期通常较小(约为200μm)，而芯片切割时的误差在5～20μm，所以导致光栅的最后一个周期(最靠近激光器腔面的一个周期)切割位置是不可控的，造成光栅末端相位的随机性。但是，激光器内两个模增益差又受光栅末端相位的影响。因此，上述光栅末端相位的随机变化，会导致激光器内两个模的增益差不稳定，最终影响DFB半导体激光器的单纵模良率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种分布反馈半导体激光芯片及其制备方法、光模块，以解决DFB半导体激光芯片中光栅末端相位的不可控，所造成的DFB半导体激光器的单纵模良率低的问题。为了达到以上目的，本专利技术实施例提供了一种激光芯片，包括基板，设于基板上的第一有源区和第二有源区；设于第一有源区上的第一光栅，第一有源区发出的光在第一光栅处发生布拉格反射；设于第二有源区上的第二光栅，第二有源区发出的光在第二光栅处发生布拉格反射；第一光栅与第二光栅不平行设置，解理后具有不同的端面相位。本专利技术实施例还提供了一种激光芯片的制作方法，包括生长量子阱有源区；在量子阱上面制作光栅，相邻两个光栅不平行设置；刻蚀以形成周期性排布的脊波导阵列，脊波导中包括有源区及光栅；以相邻两个脊波导为一组单元对脊波导阵列进行解离。本专利技术实施例还提供了一种光模块，包括上述激光芯片。与现有技术相比，本专利技术实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：本专利技术实施例提供的技术方案中，第一有源区及第一光栅形成第一发光单元，第二有源区及第二光栅形成第二发光单元，第一光栅与第二光栅不平行设置，解理后具有不同的端面相位，使得第一发光单元与第二发光单元具有不同的单模抑制比SMSR以及良率，激光芯片可以筛选性能更优越的发光单元。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中半导体激光芯片的表面结构示意图；图2为激光芯片端面相位示意图；图3为本申请具体实施例中提出的一种激光芯片的示意图；图4为本申请具体实施例中提出的一种激光芯片的相位分布示意图；图5为相位与单模抑制比关系图；图6为本专利技术实施例所提出的倾斜双波导DFB激光芯片的表面图；图7为本专利技术实施例所提出的一种激光芯片的剖面图；图8本专利技术实施例所提出的一种激光芯片另一剖面图。具体实施方式如
技术介绍
，现有的DFB激光芯片的单模良率，受端面相位的影响非常大，而现有的DFB激光芯片设计中，单模几率都受限于初始相位选择，导致单模良率无法提高，生产成本无法降低。本专利技术实施例提出了一种激光芯片设计，在现有一个激光芯片的尺寸上制作两个发光单元，每个发光单元均可以独立工作，只有每个发光单元都不良，才会认为激光芯片不良，此外还可以从两个发光单元中筛选一个性能更优的用于实际使用。这种设计不仅降低了激光芯片不良的概率，也为提高激光芯片性能提供了可能。将上述设计思路应用于现有的激光芯片制作工艺中，由于芯片制作工艺的限制，制作出的芯片一致性较高，没有明显发挥上述设计思路的优势。本专利技术实施例提供的一种激光芯片，包括基板；设于基板上的第一有源区和第二有源区；设于第一有源区上的第一光栅，第一有源区发出的光在第一光栅处发生布拉格反射；设于第二有源区上的第二光栅，第二有源区发出的光在第二光栅处发生布拉格反射；第一光栅与第二光栅不平行设置，解理后具有不同的端面相位。在实际生产制作中，由于误差的存在，绝对的平行是不存在的，但不能以由于误差造成的不平行方案等同于本专利技术方案。本专利技术实施例提供的方案，其设计目的就是制作不平行的方案，而现有技术中，其设计目的是制作平行的方案，而且本专利技术实施例意图通过不平行设计改变发光单元的波长，对波长的改变要足够大，大到可以改变激光芯片的良率，这种质的变化并非由误差带来的不平行能够实现。在描述本申请的激光芯片具体结构之前，首先对激光芯片的工作原理进行介绍。DFB激光芯片的波长取决于光栅周期和有源区以及周围材料的有效折射率。波长正比于有效折射率与光栅周期。当激光芯片波导与光栅反射方向形成角度，波长就会增长。DFB激光芯片的单模良率取决于波长以及光栅反射强度、末端相位。如果适当设计两个激光芯片的波长差，在相同的末端相位和光栅反射强度下，单模良率会得到提升。因此，本专利技术实施例提出了一种激光芯片，第一光栅与第二光栅不平行设置，将第一发光单元与第二发光单元进行对比，激光芯片波导与光栅反射方向形成夹角，进而形成波长差。在具体的应用场景中，为了激光芯片的设计便捷，和结构标准，第二DFB激光芯片的波导宽度等于第一DFB激光芯片有源区的宽度。在本申请的优选实施例中，两个激光芯片有源区都采用了相同的制作材料，不需要多次生长不同器件有源区，降低了制作成本。与现有技术相比，本专利技术实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：第一光栅与第二光栅不平行设置，解理后具有不同的端面相位，激光芯片波导与光栅反射方向形成夹角，进而形成波长差，使两个发光单元由于相位差而具有不同的单模几率，总有一个处于单模几率更大的位置。从而，在挑选管芯时，便可以挑选性能更优越的DFB激光芯片封装，使DFB激光芯片的单模良率得到提高，降低DFB激光芯片的生产成本。下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。如图1所示，为现有技术中半导体激光芯片的表面结构示意图。包括激光芯片有源区1、电极2、前、后出光面。光栅在有源区上方，提供波长选择机制。由于光栅末端解理或者切割位置不可控，激光芯片的单纵模良率受端面相位影响很大。一般来说，单纵模良率理论上可以达到50％左右。实际制作中，该良率在30-40％之间。如图2所示，为激光芯片端面相位示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光芯片，其特征在于，包括：基板；设于所述基板上的第一有源区和第二有源区；设于所述第一有源区上的第一光栅，所述第一有源区发出的光在所述第一光栅处发生布拉格反射；设于所述第二有源区上的第二光栅，所述第二有源区发出的光在所述第二光栅处发生布拉格反射；所述第一光栅与所述第二光栅不平行设置，解理后具有不同的端面相位。

【技术特征摘要】
1.一种激光芯片，其特征在于，包括：基板；设于所述基板上的第一有源区和第二有源区；设于所述第一有源区上的第一光栅，所述第一有源区发出的光在所述第一光栅处发生布拉格反射；设于所述第二有源区上的第二光栅，所述第二有源区发出的光在所述第二光栅处发生布拉格反射；所述第一光栅与所述第二光栅不平行设置，解理后具有不同的端面相位。2.如权利要求2所述的激光芯片，其特征在于，所述第一光栅与所述第二光栅形成的夹角范围为4°至12°。3.如权利要求1或2所述的激光芯片，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：方瑞禹，徐晓颖，
申请(专利权)人：青岛海信宽带多媒体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37