基于缺陷地结构共面波导的激光器制造技术

本公开提供了一种基于缺陷地结构共面波导的激光器，包括：介质层(1)；下表面镀金层(2)，设置在介质层(1)的下表面；上表面镀金层(3)包括两部分，中间设置为信号线(4)，两侧的地线上设置有缺陷，形成缺陷地结构(5)；激光器(6)，设置在信号线(4)的末端，激光器(6)的正极连接至缺陷地结构(5)。

【技术实现步骤摘要】
基于缺陷地结构共面波导的激光器
本公开涉及光电子器件领域，具体地，涉及一种基于缺陷地结构共面波导的激光器。
技术介绍
随着社会的发展，人们对通信的要求越来越高，其中，半导体激光器在微波通信领域发挥着不可或缺的作用。半导体激光器作为光源，是通信系统中最核心的器件，随着通信速率的提高，对半导体激光器的调制速率和调制特性都有很高的要求。提高激光器的调制频率会使得激光器工作在驰豫振荡频率内，造成谐振峰过高并产生谐波失真和交调失真，从而使通信系统无法工作。现有降低半导体激光器谐振峰的技术中，多从激光器芯片出发。例如增加激光器的工作电流可以使频响曲线更平坦，但是造成激光器的功耗增加、寿命缩短、稳定性变差等；提高增益饱和因子也可以使谐振峰更平坦，但可能会影响激光器的调制带宽；减小激光器有源区长度可以减小光子寿命，提高谐振频率，从而降低激光器的非线性失真，但是会降低激光器的最大输出光功率，同时也增加了工艺难度。考虑到半导体激光器工作在共面波导传输线上，而共面波导传输线上图形变化灵活性大、工艺实现简单，高频信号传输对共面波导图形敏感，因此可以通过对共面波导结构进行设计。在不增加成本和不影响激光器调制带宽等特性的情况下实现对激光器谐振峰的调控。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本公开提供了一种基于缺陷地结构共面波导的激光器，至少解决以上技术问题。(二)技术方案本公开提供了一种基于缺陷地结构共面波导的激光器，包括：介质层；下表面镀金层，设置在所述介质层的下表面；上表面镀金层，设置在所述介质层的上表面，所述上表面镀金层的中间设置为信号线，所述信号线两侧的所述上表面镀金层设置有缺陷地结构；激光器，设置在所述信号线的末端，所述激光器的正极连接至所述缺陷地结构。可选地，所述缺陷地结构的传输阻带的位置、宽度和深度在第一预设范围之内。可选地，所述缺陷地结构的缺陷形状为方形、半圆形或螺旋状。可选地，所述信号线与其两侧的所述上表面镀金层之间的距离在第二预设范围之内。可选地，所述激光器焊接在所述信号线的末端，所述激光器的正极通过金丝键合连接至所述缺陷地结构。可选地，所述下表面镀金层和上表面镀金层的溅射结构依次为粘附层、阻挡层和导带层，所述粘附层的材料为TiW或Ti，所述阻挡层的材料为Ni，所述导带层的材料为Au。可选地，所述粘附层的厚度为800-1200埃，所述阻挡层的厚度为1000-2000埃，所述导带层的厚度为500-1000埃。可选地，所述下表面镀金层和上表面镀金层的电镀材料为Au，所述电镀材料的厚度为3-5μm。可选地，所述介质层的材料为A1N或Al2O3。可选地，所述激光器为分布反馈激光器。(三)有益效果本公开提供的基于缺陷地结构共面波导的激光器，具有以下有益效果：(1)通过缺陷地结构共面波导可以改变地平面上屏蔽电流的分布，从而有效地降低了半导体激光器的谐振峰强度；(2)缺陷地结构共面波导是在传输线上对半导体激光器的谐振峰进行抑制，不会影响半导体激光器的调制带宽、出光功率以及中心波长等特性；(3)缺陷地结构共面波导不需要增加工艺便可实现对半导体激光器的谐振峰进行调控，减少了工艺流程和成本，易于实现。附图说明图1示意性示出了本公开实施例提供的基于缺陷地结构共面波导的激光器的结构示意图。图2示意性示出了本公开另一实施例提供的基于缺陷地结构共面波导的激光器的结构示意图。图3示意性示出了本公开实施例提供的基于缺陷地结构共面波导的激光器的制作方法流程图。附图标记说明：1-介质层；2-下表面镀金层；3-上表面镀金层；4-信号线；5-缺陷地结构；6-激光器。具体实施方式为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以有许多不同形式实现，而不应被解释为限于此处所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。本公开提供了一种基于缺陷地结构共面波导的激光器，通过在共面波导上制作缺陷地结构(DefectedGroundStructure，DGS)对激光器谐振峰强度进行有效调控。DGS共面波导通过在接地板上刻蚀缺陷图案，改变金属接地板上屏蔽电流的分布，进而DGS共面波导的等效电感和等效电容，从而获得特定频率下的阻带特性，可以用来降低半导体激光器的谐振峰强度。DGS仅由缺陷单元构成，其中心频率由该缺陷单元的结构决定。通过改变接地板上刻蚀图案的形状和大小，可以调节阻带的中心频率、宽度和深度。在已知激光器的谐振频率、宽度和高度的情况下，对DGS共面波导的图案的大小和形状进行设计，使得DGS共面波导的阻带的中心频率、宽度和深度分别与激光器的谐振频率、宽度和高度相匹配。在不增加成本和不影响激光器调制带宽等特性的情况下，可以显著地抑制激光器的谐振峰。图1示意性示出了本公开实施例提供的基于缺陷地结构共面波导的激光器的结构示意图。图2示意性示出了本公开另一实施例提供的基于缺陷地结构共面波导的激光器的结构示意图。以图1为例，结合图2，对本公开的基于缺陷地结构共面波导的激光器进行详细说明。从图1中可以看出，该基于缺陷地结构共面波导的激光器包括：介质层1、下表面镀金层2、上表面镀金层3、信号线4、缺陷地结构5和激光器6。其中，下表面镀金层2设置在介质层1的下表面；上表面镀金层3包括两部分，中间设置有信号线4，两侧的地线上设置有缺陷，形成缺陷地结构5；激光器6设置在信号线4的末端，激光器6的正极连接至缺陷地结构5。介质层1的材料为适合高频信号传输和散热新能良好的材料，如AlN或Al2O3等，可以理解的是，也可以使用其他适合高频信号传输和散热新能良好的材料制作介质层1。通过在介质层1的下表面实施溅射和电镀工艺制作下表面镀金层2，该下表面镀金层2用于提高缺陷地结构共面波导的机械强度的散热性能。通过在介质层1的上表面实施光刻、溅射、清洗、电镀工艺实现在上表面镀金层3中制作信号线4和两侧表面缺陷地结构5，信号线4以及缺陷地结构5用于抑制半导体激光器的谐振峰，并提高其散热性能和高频性能。下表面镀金层2和上表面镀金层3的溅射结构依次为粘附层、阻挡层和导带层。粘附层的材料为TiW或Ti等粘附性材料，阻挡层的材料为Ni，导带层的材料为Au，可以理解的是，也可以使用其他材料制作粘附层、阻挡层和导带层。粘附层的溅射厚度为800-1200埃，阻挡层的溅射厚度为1000-2000埃，导带层的溅射厚度为500-1000埃。下表面镀金层2和上表面镀金层3的电镀材料为Au，电镀材料Au的厚度为3-5μm，以提高缺陷地结构共面波导的高频传输性能。上表面镀金层3中，缺陷地结构5的图案尺寸不宜太小，应使得其传输阻带的位置、宽度和深度在第一预设范围之内。其中，第一预设范围由半导体激光器的谐振频率、宽度和深度确定，按照第一预设范围设计可使得传输阻带的位置、宽度和深度与半导体激光器的谐振频率、宽度和深度相匹配。上表面镀金层3中，缺陷地结构5的图案形状应该为能够有效地改变地平面上屏蔽电流分布的缺陷形状结构，如方形、半圆形或螺旋状等，可以理解的是，缺陷地结构5的图案形状也可以为其他能够有效地改变地平面上屏蔽电流分布的缺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于缺陷地结构共面波导的激光器，包括：介质层(1)；下表面镀金层(2)，设置在所述介质层(1)的下表面；上表面镀金层(3)，设置在所述介质层(1)的上表面，所述上表面镀金层(3)的中间设置为信号线(4)，所述信号线(4)两侧设置有缺陷地结构(5)；激光器(6)，设置在所述信号线(4)的末端，所述激光器(6)的正极连接至所述缺陷地结构(5)。

【技术特征摘要】
1.一种基于缺陷地结构共面波导的激光器，包括：介质层(1)；下表面镀金层(2)，设置在所述介质层(1)的下表面；上表面镀金层(3)，设置在所述介质层(1)的上表面，所述上表面镀金层(3)的中间设置为信号线(4)，所述信号线(4)两侧设置有缺陷地结构(5)；激光器(6)，设置在所述信号线(4)的末端，所述激光器(6)的正极连接至所述缺陷地结构(5)。2.根据权利要求1所述的基于缺陷地结构共面波导的激光器，其中，所述缺陷地结构(5)的传输阻带的位置、宽度和深度在第一预设范围之内。3.根据权利要求1所述的基于缺陷地结构共面波导的激光器，其中，所述缺陷地结构(5)的缺陷形状为方形、半圆形或螺旋状。4.根据权利要求1所述的基于缺陷地结构共面波导的激光器，其中，所述信号线(4)与其两侧的所述上表面镀金层(3)之间的距离在第二预设范围之内。5.根据权利要求1所述的基于缺陷地结构共面波导的激光器，其中，所述激光器(6)焊接在所述信号线...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建坤，黄永光，阚强，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11