一种共腔双波长分布反馈激光器的制备方法，该方法包括如下步骤：步骤1：在掺杂磷化铟衬底上制作下层光栅；步骤2：在下层光栅上外延生长下光栅覆盖层和有源区层；步骤3：在有源区层上制作上层光栅；步骤4：在上层光栅上外延生长掺杂磷化铟盖层和重掺杂欧姆接触层；步骤5：按标准激光器管芯工艺完成后续制作。本发明专利技术相比现有技术的双模DFB激光器，其主要区别为光栅的制作方式，是在共腔有源区的下层和上层制作出两套不同周期的DFB光栅，从而达到同时输出两个DFB波长的效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电子器件领域，特别涉及一种共腔双波长分布反馈(DFB)激光器的制造方法。
技术介绍
双波长激光器在太赫兹成像、毫米波产生、光学遥感、高速光数据传输、气体探测等领域具有广泛的应用前景。双模DFB半导体激光器体积小、频率可调、能实现双模功率一致、模式线宽窄、稳定性高且易实现集成化，由其构成的光学差频源可用于产生太赫兹光源。目前的双模DFB激光器结构主要有三种类型:多段式双模DFB激光器结构，Y波导双波长DFB激光器结构和共腔双波长激光器结构。其中多段式双模DFB激光器(IEEE J.0fSelected top.1n Quantum Electronics, Vol.7 (2), PP.217-223.2001)实现拍频较难；丫波导双波长 DFB 激光器(Optics Communicat1ns, Vol.285 (3), pp 311-314，2012)虽然实现拍频比较容易，但是制备过程涉及有源/无源集成，工艺难度大且Y波导长度较长，导致光功率损耗大，输出功率低；在已报道的共腔结构双模DFB激光器中，共耦合波导结构(Jap.J.0f Applied Physics，Vol.43 (2A)，PP.L136-L138，2004)工艺复杂，制作难度大；宽脊波导结构(IEEE J.0f Selected top.1cs In Quantum Electronics, Vol.14，PP.217-223，2008.)输出的两个纵模波长及间隔会随注入电流和温度改变，导致拍频光束不稳定；脊形侧面双光棚■结构(IEEE Photonics Technology Letters，Vol.18 (24)，PP.2563-2565，2006)中，两个输出波长随着电流和温度的改变按相同的方向和速率移动，两个DFB波长之间的间隔不会改变，拍频稳定性最佳。但需要在窄脊条上使用电子束直写的方法制备两个不同周期的光栅，工艺难度大，制作成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种共腔双波长DFB激光器的制造方法，相比现有技术的双模DFB激光器，其主要区别为光栅的制作方式，是在共腔有源区的下层和上层制作出两套不同周期的DFB光栅，从而达到同时输出两个DFB波长的效果。本专利技术提供一种共腔双波长分布反馈激光器的制备方法，该方法包括如下步骤:步骤1:在掺杂磷化铟衬底上制作下层光栅；步骤2:在下层光栅上外延生长下光栅覆盖层和有源区层；步骤3:在有源区层上制作上层光栅；步骤4:在上层光栅上外延生长掺杂磷化铟盖层和重掺杂欧姆接触层；步骤5:按标准激光器管芯工艺完成后续制作。本专利技术提出的在激光器共腔有源区的下层和上层制作出两套不同周期的DFB光栅，并实现输出两个DFB波长的方案，与以往其他方法不同。可以采用电子束直写的方式实现，也可以采用全息曝光的方式完成。这种共腔双波长DFB激光器，相对于多段式和多个激光器组成的双波长源，具有体积小、工艺简单、稳定性高，且更易实现集成化的优点。【附图说明】为进一步说明本专利技术的内容，以下结合实施例及附图对本专利技术进行进一步的描述，其中:图1为本专利技术的方法流程图。图2、3、4、5、6为依照本专利技术第一实施例的各步骤结构示意图。图2、3、4、7、8、9为依照本专利技术第二实施例的各步骤结构示意图。图10、11、12、13、14、为依照本专利技术第三实施例的各步骤结构示意图。图10、11、12、15、16、17为依照本专利技术第四实施例的各步骤结构示意图。【具体实施方式】实施例1请参阅图1-图6所示，本专利技术提供一种共腔双波长分布反馈激光器的制备方法，该方法包括如下步骤:步骤1:在掺杂磷化铟衬底1上利用电子束直写或全息曝光的方式直接制作周期为Λ i的下层光栅2，下层光栅2为直接在未做任何处理的干净掺杂磷化铟衬底1上刻蚀形成；掺杂磷化铟衬底1为η型掺杂；共腔双波长分布反馈激光器的一个激射波长λ1 = ，周期Ai由激射波长λ i确定；如图2所示，图2是在掺杂磷化铟衬底1上刻蚀形成下层光栅2的结构示意图。步骤2:在下层光栅2上外延生长下光栅覆盖层3和有源区层4，所述下光栅覆盖层3为不掺杂的四元铟镓砷磷层3a和磷化铟层3b ;四元铟镓砷磷层3a的厚度为10纳米至80纳米，通过外延技术填充在下层光栅2的凹区内；磷化铟层3b的厚度为100纳米至200纳米；下光栅覆盖层3如图3所示，四元铟镓砷磷层3a填充在下层光栅2的凹区内，磷化铟层3b覆盖在四元铟镓砷磷层3a上；所述有源区层4包含:一下分别限制层4a和依次制作在其上的多量子阱层4b和上分别限制层4c ;下分别限制层4a和上分别限制层4b的材料为与掺杂磷化铟衬底1晶格匹配的四元铟镓砷磷或铟镓铝砷，厚度为50纳米至200纳米；多量子阱层4b的结构为铟镓砷磷/磷化铟或铟镓铝砷/磷化铟，阱的个数为3至6个，皇的个数为4至7个；有源区层4的光荧光峰值波长为1.1微米至1.8微米；有源区层结构示意图如图4所示。步骤3:在有源区层4的上分别限制层4c上利用电子束直写或全息曝光的方式直接制作周期为Λ2的上层光栅5，上层光栅5为直接在上分别限制层4c上向下刻蚀形成；共腔双波长分布反馈激光器的另一个激射波长λ2= 2nrffA2，周期Λ2由激射波长λ 2确定；如图5所示，图5是在上分别限制层4c上刻蚀形成上层光栅5的结构示意图。其中所述下层光栅2和上层光栅5，其起伏高度为10纳米至80纳米；所述共腔双波长分布反馈激光器，指在相同的器件结构和谐振腔内，能够同时输出两束不同波长的分布反馈激光的器件；两束激光波长在1.1微米和1.8微米之间，两束激光之间的波长差可在几纳米和60纳米之间选择，完全取决于所需应用。步骤4:在上层光栅5上依次外延生长掺杂磷化铟盖层6和重掺杂欧姆接触层7 ;掺杂磷化铟盖层6的掺杂类型为p型掺杂，厚度为1.5微米；掺杂磷化铟盖层6的掺杂浓度随着生长厚度由低到高增加，最高掺杂浓度达到10ls/cm3;重掺杂欧姆欧姆接触层7是与与衬底晶格匹配的铟镓砷三元材料，厚度为200纳米；掺杂浓度大于K^/cm3。步骤5:按标准激光器管芯工艺完成后续制作，获得共腔双波长分布反馈激光器。实施例2请参阅图1、图2、图3、图4、图7、图当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种共腔双波长分布反馈激光器的制备方法，该方法包括如下步骤：步骤1：在掺杂磷化铟衬底上制作下层光栅；步骤2：在下层光栅上外延生长下光栅覆盖层和有源区层；步骤3：在有源区层上制作上层光栅；步骤4：在上层光栅上外延生长掺杂磷化铟盖层和重掺杂欧姆接触层；步骤5：按标准激光器管芯工艺完成后续制作。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓秋芳，朱洪亮，许俊杰，梁松，
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
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