一种垂直腔半导体光放大器，光放大系统及制备方法技术方案

本发明专利技术公开了一种本发明专利技术所提供的一种垂直腔半导体光放大器，包括顶热沉、底热沉和至少两个光放大芯片；顶热沉和底热沉沿厚度方向相对设置，光放大芯片位于顶热沉和底热沉之间，至少两个光放大芯片沿厚度方向堆叠以固定连接；光放大芯片包括有源区，与底热沉相接触的光放大芯片为第一芯片，第一芯片还包括底腔镜；与顶热沉相接触的光放大芯片为第二芯片，第二芯片还包括顶腔镜。由于谐振腔的长度是由多个光放大芯片的厚度决定，使得该谐振腔的长度可以较长，从而当光线在谐振腔内振荡时可以有效减少谐振腔内光功率体密度，使得垂直腔半导体光放大器具有更高的光功率安全阈值。本发明专利技术还提供了一种光放大系统及制备方法，同样具有上述有益效果。

A vertical cavity semiconductor optical amplifier, optical amplification system and preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种垂直腔半导体光放大器，光放大系统及制备方法
本专利技术涉及光放大器
，特别是涉及一种垂直腔半导体光放大器、一种垂直腔半导体光放大系统及一种垂直腔半导体光放大器的制备方法。
技术介绍
垂直腔半导体光放大器不仅具有传统边发射半导体光放大器体积小、重量轻等优点，而且还具有输出圆对称光斑易于光纤耦合等天然优势，具有很好的应用前景。但是在现有技术中，垂直腔半导体光放大器的光功率安全阈值较低。所以如何提高半导体光放大器的光功率安全阈值是本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种垂直腔半导体光放大器，具有较高的光功率安全阈值；本专利技术的另一目的在于提供一种垂直腔半导体光放大系统，具有较高的光功率安全阈值；本专利技术的另一目的在于提供一种垂直腔半导体光放大器的制备方法，所制备而成的垂直腔半导体光放大器具有较高的光功率安全阈值。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种垂直腔半导体光放大器，包括顶热沉、底热沉和至少两个光放大芯片；所述顶热沉和所述底热沉沿厚度方向相对设置，所述光放大芯片位于所述顶热沉和所述底热沉之间，至少两个所述光放大芯片沿所述厚度方向堆叠以固定连接；所述光放大芯片包括有源区、位于所述有源区朝向所述底热沉一侧的缓冲区、以及位于所述有源区朝向所述顶热沉一侧的阻挡区；任意相邻两个所述光放大芯片之间，朝向所述底热沉一侧的光放大芯片的阻挡区与朝向所述顶热沉一侧的光放大芯片的缓冲区相接触以固定连接；与所述底热沉相接触的光放大芯片为第一芯片，所述第一芯片还包括位于所述第一芯片中有源区朝向所述底热沉一侧的底腔镜；与所述顶热沉相接触的光放大芯片为第二芯片，所述第二芯片还包括位于所述第二芯片中有源区朝向所述顶热沉一侧的顶腔镜。可选的，所述底腔镜位于所述第一芯片中有源区朝向所述底热沉一侧表面，所述第一芯片的缓冲区位于所述底腔镜朝向所述底热沉一侧表面，所述底热沉与所述第一芯片的缓冲区固定连接；所述顶腔镜位于所述第二芯片中有源区朝向所述顶热沉一侧表面，所述第二芯片的阻挡区位于所述顶腔镜朝向所述顶热沉一侧表面，所述顶热沉与所述第二芯片的阻挡区固定连接。可选的，所述底腔镜与所述顶腔镜均为布拉格反射镜。可选的，所述底热沉的材质为非金属材料，所述底热沉与所述第一芯片相互键合以固定连接。可选的，所述底热沉的材质为金属材料，所述底热沉与所述第一芯片相互焊接以固定连接。可选的，所述顶热沉的材质为非金属材料，所述顶热沉与所述第二芯片相互键合以固定连接。可选的，所述光放大芯片任一所述有源区对应同一增益光波长。可选的，所述光放大芯片任一所述有源区对应的增益光波长均不相同。本专利技术还提供了一种垂直腔半导体光放大系统，包括信号光源，泵浦光源以及如权利要求1至8任一项权利要求所述的垂直腔半导体光放大器；所述信号光源所产生的信号光以及所述泵浦光源所产生的泵浦光均照射至所述垂直腔半导体光放大器中的所述有源区。本专利技术还提供了一种垂直腔半导体光放大器的制备方法，包括：在底热沉表面固定连接光放大芯片中的第一芯片；所述光放大芯片包括有源区、位于所述有源区朝向所述底热沉一侧的缓冲区、位于所述有源区背向所述底热沉一侧的阻挡区、以及位于所述阻挡区背向所述底热沉一侧表面的衬底；所述第一芯片还包括位于所述第一芯片中有源区朝向所述底热沉一侧的底腔镜；去除所述衬底；在所述第一芯片背向所述底热沉一侧表面沿所述光放大芯片的厚度方向依次堆叠设置所述光放大芯片，并在设置任一所述光放大芯片之后，去除当前固定连接的光放大芯片的衬底；任意相邻两个所述光放大芯片之间，朝向所述底热沉一侧的光放大芯片的阻挡区与背向所述底热沉一侧的光放大芯片的缓冲区相接触以固定连接；所述光放大芯片中距离所述底热沉最远的光放大芯片为第二芯片，所述第二芯片还包括位于所述第二芯片中有源区背向所述底热沉一侧的顶腔镜；在所述第二芯片背向所述底热沉一侧表面设置顶热沉，以制成所述垂直腔半导体光放大器。本专利技术所提供的一种垂直腔半导体光放大器，包括顶热沉、底热沉和至少两个光放大芯片；顶热沉和底热沉沿厚度方向相对设置，光放大芯片位于顶热沉和底热沉之间，至少两个光放大芯片沿厚度方向堆叠以固定连接；光放大芯片包括有源区，与底热沉相接触的光放大芯片为第一芯片，第一芯片还包括位于第一芯片中有源区朝向底热沉一侧的底腔镜；与顶热沉相接触的光放大芯片为第二芯片，第二芯片还包括位于第二芯片中有源区朝向顶热沉一侧的顶腔镜。由于顶腔镜与底腔镜之间谐振腔的长度是由多个光放大芯片的厚度决定，相应的每块光放大芯片中各个结构的厚度可以较低，从而在生长制备光放大芯片时可以保证每块光放大芯片的缺陷较少；同时由于顶腔镜与底腔镜之间谐振腔的长度是由多个光放大芯片的厚度决定，不受生长工艺干扰，使得该谐振腔的长度可以较长，从而当光线在谐振腔内振荡时可以有效减少谐振腔内光功率体密度，在材料损伤阈值预定的情况下，增加了腔体内光功率安全阈值，使得垂直腔半导体光放大器具有更高的光功率安全阈值。本专利技术还提供了一种垂直腔半导体光放大系统及一种垂直腔半导体光放大器的制备方法，同样具有上述有益效果，在此不再进行赘述。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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为本专利技术实施例所提供的一种垂直腔半导体光放大器的结构示意图；图2为图1中光放大芯片的结构示意图；图3为图1中第一芯片的结构示意图；图4为图1中第二芯片的结构示意图；图5至图9为本专利技术实施例所提供的一种垂直腔半导体光放大器制备方法的工艺流程图。图中：1.底热沉、2.顶热沉、3.光放大芯片、31.第一芯片、32.第二芯片、4.有源区、5.缓冲区、6.阻挡区、7.底腔镜、8.顶腔镜、9.衬底。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种垂直腔半导体光放大器。在现有技术中，垂直腔半导体光放大器仅由一光放大芯片构成，即垂直腔半导体光放大器内谐振腔的顶腔镜以及底腔镜之间通常只设置有一个有源区。为了增加谐振腔的长度，就需要制备厚度较厚的光放大芯片，但是在生长工艺中，厚度越厚，其中缺陷的积累就越多；同时由于生长工艺的限制，无法有效增加谐振腔的长度，从而导致谐振腔内光功率体密度较高，使得直腔半导体光放大器的光功率安全阈值较低。而本专利技术所提供的一种垂直腔半导体光放大器，包括顶热沉、底热沉和至少两个光放大芯片；顶热沉和底热沉沿厚度方向相对设置，光放大芯片位于顶热沉和底热沉之间，至少两个光放大芯片沿厚度方向堆叠以固定连接；光放大芯片包括有源区，与底热沉相接触的光放大芯片为第一芯片，第一芯片还包括位于第一芯片中有源区朝向底热沉一侧的底腔镜；与顶热沉相接触的光放大芯片为第二芯片，第二芯片还包括位于第二芯片中有源区朝向顶热沉一侧的顶腔镜。由于顶腔镜与底腔镜之间谐振腔的长度是由多个光放大芯片的厚度决定，相应的每块光放大芯片中各个结构的厚度可以较低，从而在生长制备光放大芯片时可以保证每块光放大芯片的缺陷较少；同时由于顶腔镜与底腔镜之间谐振腔的长度是由多个光放大芯片的厚度决定，不受生长工艺干扰，使得该谐振腔的长度可以较长，从而当光线在谐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂直腔半导体光放大器，其特征在于，包括顶热沉、底热沉和至少两个光放大芯片；所述顶热沉和所述底热沉沿厚度方向相对设置，所述光放大芯片位于所述顶热沉和所述底热沉之间，至少两个所述光放大芯片沿所述厚度方向堆叠以固定连接；所述光放大芯片包括有源区、位于所述有源区朝向所述底热沉一侧的缓冲区、以及位于所述有源区朝向所述顶热沉一侧的阻挡区；任意相邻两个所述光放大芯片之间，朝向所述底热沉一侧的光放大芯片的阻挡区与朝向所述顶热沉一侧的光放大芯片的缓冲区相接触以固定连接；与所述底热沉相接触的光放大芯片为第一芯片，所述第一芯片还包括位于所述第一芯片中有源区朝向所述底热沉一侧的底腔镜；与所述顶热沉相接触的光放大芯片为第二芯片，所述第二芯片还包括位于所述第二芯片中有源区朝向所述顶热沉一侧的顶腔镜。

【技术特征摘要】
1.一种垂直腔半导体光放大器，其特征在于，包括顶热沉、底热沉和至少两个光放大芯片；所述顶热沉和所述底热沉沿厚度方向相对设置，所述光放大芯片位于所述顶热沉和所述底热沉之间，至少两个所述光放大芯片沿所述厚度方向堆叠以固定连接；所述光放大芯片包括有源区、位于所述有源区朝向所述底热沉一侧的缓冲区、以及位于所述有源区朝向所述顶热沉一侧的阻挡区；任意相邻两个所述光放大芯片之间，朝向所述底热沉一侧的光放大芯片的阻挡区与朝向所述顶热沉一侧的光放大芯片的缓冲区相接触以固定连接；与所述底热沉相接触的光放大芯片为第一芯片，所述第一芯片还包括位于所述第一芯片中有源区朝向所述底热沉一侧的底腔镜；与所述顶热沉相接触的光放大芯片为第二芯片，所述第二芯片还包括位于所述第二芯片中有源区朝向所述顶热沉一侧的顶腔镜。2.根据权利要求1所述的垂直腔半导体光放大器，其特征在于，所述底腔镜位于所述第一芯片中有源区朝向所述底热沉一侧表面，所述第一芯片的缓冲区位于所述底腔镜朝向所述底热沉一侧表面，所述底热沉与所述第一芯片的缓冲区固定连接；所述顶腔镜位于所述第二芯片中有源区朝向所述顶热沉一侧表面，所述第二芯片的阻挡区位于所述顶腔镜朝向所述顶热沉一侧表面，所述顶热沉与所述第二芯片的阻挡区固定连接。3.根据权利要求2所述的垂直腔半导体光放大器，其特征在于，所述底腔镜与所述顶腔镜均为布拉格反射镜。4.根据权利要求1所述的垂直腔半导体光放大器，其特征在于，所述底热沉的材质为非金属材料，所述底热沉与所述第一芯片相互键合以固定连接。5.根据权利要求1所述的垂直腔半导体光放大器，其特征在于，所述底热沉的材质为金属材料，所述底热沉与所述第一芯片相互焊接以固定连接。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张星，吴昊，张建伟，
申请(专利权)人：长春中科长光时空光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22