半导体DBR激光器制造技术

一种配置用于单纵模操作的分布式布拉格反射激光器，其包括具有以下项的光波导：光学增益区；第一反射器，该第一反射器为第一分布式布拉格反射器(DBR)区，其包括被配置为产生具有一个或多个第一反射峰的反射谱的光栅；以及第二反射器，其中第一DBR区被配置为补偿使用中沿着DBR区的长度不均匀地引入的热啁啾。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】半导体DBR激光器 本专利技术设及配置用于单纵腔模上的发射激光操作的半导体分布式布拉格反射激 光器，且更具体地设及但不限于，宽波长可调谐分布式布拉格反射激光器。[000引背景配置为在激光器腔的单纵模上发射激光的半导体激光器是已知的，其发射激光模 式和其波长由具有窄反射峰的分布式布拉格反射值BR)光栅选择。该种单纵模激光器具有 至少25地的边模抑制比（SMSR)。配置为在固定的波长下操作或在窄波长范围内可调谐的DBR激光器通常包括被 限定在宽带反射器（例如宽带小平面反射器）和DBR区之间的激光器腔，且在激光器腔中 具有光学增益区和通常具有相位控制区。电驱动增益区W使通过受激发射来发射光。DBR 区具有单个固定栅距的光栅，该光栅被配置为反射具有单个窄反射峰的反射谱的光，该反 射峰具有仅等于激光器的很少量的纵腔模（例如小于模间距的五倍，或优选地小于模间距 的S倍）的半峰全宽（化11-wi化hathalfmaximum),该提供高的模式选择性和相应的高 SMSR。相位控制区具有可调谐折射率，在使用中用其对激光器的光共振腔的光程长度进行 精细调节，W控制激光器腔模的细梳相对于DBR区的反射谱的窄反射峰的相对对准（即在 特定腔模式的主要范围中控制频谱操作位置），W便选择优选发射激光模式并优化其与反 射峰的对准，W减少多余边模的相对强度。该种激光器的波长调谐范围被DBR区中可能引 起的最大折射率变化所限制，该改变光栅在操作波长处的有效栅距。反射峰的谱宽随着DBR 区的有效穿透长度的增加而变窄，因此对于单纵腔模操作，该种DBR激光器具有冗长的DBR 区。 宽波长可调谐DBR激光器被配置为调谐成W相比于只通过调谐具有单个固定栅 距的DBR的折射率的可能的波长范围在更宽的波长范围内发射激光，且其通常使用两个不 同的、独立可调谐的DBR区。相应地，该种激光器通常比固定波长或窄波长可调谐的DBR激 光器具有更长的激光器腔，所W具有关于其操作参数的更高灵敏度，尤其在关于稳定发射 激光模式的控制，W防止模跳跃（在不同纵腔模上的发射激光之间跳跃）方面。 -种此类型的宽波长可调谐DBR激光器具有形成于两个DBR区之间的激光器腔， 两个DBR区产生间距不同的梳状反射峰的反射谱，间距不同的梳状反射峰可在游标型调谐 装置（Verniertypeof化ningarrangement)中在光谱上相对于彼此进行调谐，其中在两 个梳状反射峰共有的波长处发生激光发射（如US6345135的附图8所示的具有一对游标型 可调谐相变光栅的DBR激光器）。相比于其他DBR区的反射峰，激光器输出端处的DBR区通 常具有在频谱上更宽的反射峰。 第二种此类型的宽波长可调谐DBR激光器具有形成于第一DBR区和第二DBR区之 间的激光器腔，其中第一DBR区产生窄梳状反射峰，第二DBR区在未调谐状态中具有宽的频 谱反射系数带（例如相对均匀的平稳段），但在反射谱的该部分中波长是可调谐的W与其 他部分重叠，从而产生比第二DBR区的窄反射峰宽几倍、但比连续窄峰的频谱间隔窄的加 强的反射峰（即，FWHM)。该加强峰从第一梳状反射谱中选择一个窄峰，激光器将W此发射 激光。该种激光器被描述于US7145923中。 随着反射峰的谱宽变窄，且相应的DBR区的长度增长，在两种情况下，负责产生窄 反射峰的DBR区长于产生较宽的反射峰的DBR区。[000引DBR区将反射和发送符合其反射谱的光。然而，不希望的是，DBR区还将吸收入射 至其中的一些光。为最小化在光离开激光器腔时的吸收损耗，W及最大化来自激光器腔的 光功率输出，具有窄反射峰的长DBR区通常为激光器腔的后部反射器（即远离在前部反射 器的主波束输出的激光器腔的相反的端部）。 使用中，除了由驱动各自区的电流在DBR激光器区中产生的热量之外，还在DBR区 中通过光吸收产生热量。当热量从激光器的光波导耗散且通常被热禪合到半导体巧片的热 电致冷器（巧耳帖（Peltier)致冷器）吸收时，耗散率不足W避免在DBR区产生热梯度，该 将影响激光器的光学性能。在DBR区中，局部水平的光吸收引起的热量对应于光的局部强 度，所述强度在整个DBR区中远离光学增益区近似W指数方式衰减。 半导体光波导的有效折射率根据温度变化。使用中，在DBR区中的不均匀的光吸 收引起波导中的相应的不均匀加热，从而引起光栅的有效栅距的相应变化。此外，来自其他 区的热串扰，尤其是来自增益区的热串扰可在DBR区中引起进一步的不均匀加热。例如，该 种光吸收和热串扰可将离增益区最近的DBR区的端部的温度提高5°C，并将离增益区最远 的DBR区的端部的温度提高rc，尽管离增益区最近处加热效应最大，但是在接近增益区时 加热效应也增大得最迅速。DBR区中的热不均匀性引起有效光栅栅距的不均匀性，因而光栅 的反射波长可W大约0.lnm/°C调谐，且光栅的有效调嗽在离增益区最近的DBR区的端部最 大（例如，沿着离增益区最近的DBR区部分大约为3Xl(T4nm/ym)。有效光栅栅距的该种 有效不均匀性加大DBR区的反射峰的宽度，降低激光器在特定操作条件下（高增益区电流 和/或高增益区调谐电流）的光学性能。不均匀的热致调嗽效应在具有一个或多个窄反射 峰，且较长W提供较高反射率的DBR区中特别显著。 在具有一个或多个窄反射峰的反射谱的DBR区中的不均匀的热致调嗽降低了边 模抑制比（SMSR)。[001引 公开内容 根据第一方面，提供了配置用于单纵模操作的半导体分布式布拉格反射激光器， 其具有光波导，所述光波导包括；光学增益区；第一反射器，所述第一反射器为第一分布式 布拉特反射器值BR)区，其包括配置为产生具有一个或多个第一反射峰的反射谱的光栅； 化及第二反射器，其中第一DBR区被配置为补偿使用中沿着DBR区的长度不均匀地引入的 热调嗽。 根据第二方面，提供了包括根据第一方面的激光器的光发射机模块。 有利地，该种第一DBR区可补偿由光吸收和/或来自另一区的热串扰引起的不均 匀加热，产生了在使用中实质上没有有效调嗽或相对于先前的DBR区有效调嗽降低的第一 DBR区。此外，该种单纵模激光器可具有增大的边模抑制比（SMSR)。然而，进一步地，该种 激光器可具有较短的DBR区，而不会降低相应DBR区的光学性能。优选地，补偿沿着DBR区 的长度单调且连续地变化。 激光器可被配置为使在操作波长处或整个操作波长的范围内的第一反射峰的半 峰全宽比纵模间距的五倍窄。激光器可被配置为使在操作波长处或整个操作波长范围内的 第一反射峰的半峰全宽比纵模间距的=倍窄。 第一DBR区的光栅可具有内置有效调嗽。 内置有效调嗽沿着第一DBR区可小于0. 5%，优选地小于0. 3%，更优选地小于 0. 2%或小于0. 1%。 内置有效调嗽可W是沿着第一DBR区远离增益区的长度的指数增长函数。内置有 效调嗽可W是沿着第一DBR区远离增益区的长度的线性增长函数。内置有效调嗽可W是沿 着第一DBR区远离增益区的长度的复合增长函数，所述复合增长函数至少包括邻近增益区 的、具有第一线性增长函数的第一部分和具有较低的第二线性增长函数或者无内置有效调 嗽的第二部分。相应地，连续递减的内置有效调嗽的一个或多个线性部分可接近于理想的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配置用于单纵模操作的半导体分布式布拉格反射激光器，其具有包括以下项的光波导：光学增益区,第一反射器，所述第一反射器为第一分布式布拉格反射器DBR区，其包括被配置为产生具有一个或多个第一反射峰的反射谱的光栅，以及第二反射器，其中，所述第一DBR区被配置为补偿使用中沿着所述DBR区的长度不均匀地引入的热啁啾。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨姆·戴维斯，安德鲁·沃德，A·卡特，
申请(专利权)人：奥兰若技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB