分布式反馈加反射激光器制造技术

一种分布式反馈加反射(DFB+R)激光器，包括有源区、无源区、低反射(LR)镜和标准具。有源区包括分布式反馈(DFB)光栅，并且被配置成在激射模下操作。无源区与有源区端对端地耦接。LR镜形成在无源区上或无源区中。该标准具包括DFB光栅的一部分、无源区和LR镜。有源区的激射模对准至标准具的反射峰的长波长边缘。

【技术实现步骤摘要】
分布式反馈加反射激光器相关申请的交叉引用本申请要求在2019年10月1日提交的美国临时申请第62/908,990号和在2019年11月20日提交的美国临时申请第62/938,151号的权益和优先权。申请62/908,990和申请62/938,151均通过引用并入本文。
本文讨论的实施方式涉及具有弱光反馈的分布式反馈(DFB)激光器。
技术介绍
除非本文另外指出，否则本文所描述的材料不是针对本申请的权利要求的现有技术，并且不会由于被包括在本部分中而被承认是现有技术。激光器在许多应用中是有用的。例如，激光器可以用于光通信中以跨光纤网络传输数字数据。激光器可以通过调制信号例如电子数字信号来调制，以产生在光纤线缆上传输的光信号。光敏装置例如光电二极管用于将光信号转换成通过光纤网络传输的电子数字信号。这样的光纤网络使得现代计算装置能够以高速和长距离进行通信。在各种行业中，每个通道的数据传输的比特率已经超过100千兆比特每秒(Gb/s)，从而将超过60千兆赫(GHz)带宽(BW)的发射器性能确立为100Gb/s非归零(NRZ)格式的行业目标。尽管一些电吸收调制器已经表现出接近60GHzBW的能力，但是直接调制激光器(DML)——诸如直接调制DFB激光器——的BW已经滞后大约30GHz。本文所要求保护的主题不限于解决任何缺点的实现方式或者仅在诸如上述环境的环境中操作的实现方式。确切地，提供此背景仅用于示出可以实践本文所描述的一些实现方式的一个示例

技术实现思路
提供本
技术实现思路
来以简化形式介绍一系列构思，所述构思将在下面的具体实施方式中进一步描述。本
技术实现思路
既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。本文描述的一些示例实施方式通常涉及具有弱光反馈的分布式反馈激光器，也称为分布式反馈加反射(DFB+R)激光器。在示例实施方式中，一种分布式反馈加反射激光器包括：分布式反馈区、高反射(HR)镜、无源区和低反射(LR)镜。分布式反馈区被配置成在激射模下操作。高反射镜被耦接至分布式反馈区的后部。无源区被耦接至分布式反馈区的前部。低反射镜形成在无源区的前部。无源区、分布式反馈区的在分布式反馈区的前部的部分以及低反射镜形成具有反射分布的标准具，反射分布具有周期性峰和谷。分布式反馈区的激射模对准至标准具的反射分布的周期性峰之一的长波长边缘。在另一示例实施方式中，一种分布式反馈加反射激光器包括有源区、无源区、低反射镜和标准具。有源区包括分布式反馈光栅，并被配置成在激射模下操作。无源区与有源区端对端地耦接。低反射镜形成在无源区上或无源区中。该标准具包括分布式反馈光栅的一部分、无源区和低反射镜。有源区的激射模对准至标准具的反射峰的长波长边缘。附图说明为了进一步阐明本专利技术的以上及其他优点和特征，将通过参照在附图中示出的本专利技术的具体实施方式来呈现对本专利技术的更具体的描述。应当理解，这些附图仅描绘了本专利技术的典型的实施方式，并且因此不应认为是对本专利技术的范围的限制。通过使用附图，将利用附加的特征和细节来描述和说明本专利技术，在附图中：图1示出了相对于激光器的DBR区的DBR反射分布的激光器的有源区的示例调制光谱；图2示出了利用光子-光子谐振效应的直接调制激光器(DML)调制光谱；图3示出了被配置成利用失谐加载效应的示例DFB+R激光器；图4示出了与图9的激光器和图3的DFB+R激光器相关联的各种反射分布；图5示出了另一示例DFB+R激光器的各种反射分布；图6示出DFB+R激光器的各种光谱和S21响应；图7示出了被配置成利用失谐加载效应的另一示例DFB+R激光器；图8示出了被配置成利用失谐加载效应的另一示例DFB+R激光器；以及图9示出了具有无源区和DFB区的现有技术DFB激光器。具体实施方式现在将参照附图来描述本专利技术的示例实施方式的各个方面。应当理解，附图是这样的示例实施方式的图解表示和示意表示，并且不限制本专利技术，也未必按比例绘制。本申请与2018年8月28日公布的美国专利第10,063,032号相关，并且该美国专利通过引用并入本文。本文描述的实施方式通过在DFB激光器中包括具有弱光反馈的无源区，利用失谐加载效应来改善DFB激光器的性能。将首先在分布式布拉格反射器(DBR)激光器的上下文中描述失谐加载效应，随后讨论失谐加载效应对DFB激光器的适用性。图1示出了根据本文描述的至少一个实施方式布置的相对于激光器的DBR区的DBR反射分布104的激光器的有源区的示例调制光谱102。如图所示，调制光谱102的主激射模106对准至DBR反射分布104的峰的长波长边缘108。因此，有源区的激射发生在DBR阻带的长波长边缘的频率(或波长)处。当激光器被调制时(例如，通过有源区的调制)，随着调制从0位的偏置变为1位的偏置，激射频率由于频率啁啾而向较短波长变化，并且随着调制从1位的偏置变为0位的偏置，激射频率向较长波长变化。在图1中，主激射模106针对1位和0位中的每一个的频率/波长由分别标以1或0的相应竖直虚线来表示。随着主激射模106上下移动反射分布104的长波长边缘，由调制引起的频率啁啾导致反射的变化。特别地，当调制从0位的偏置变为1位的偏置时，主激射模106的波长向较短波长偏移，导致反射增加，并因此导致较低的腔损耗。当调制从1位的偏置变为0位的偏置时，主激射模106的波长向较长波长偏移，导致反射减少，并因此导致较高的腔损耗。在图1中，激光器的DBR区域的在对应于1位和0位中的每一个的波长处的反射率由分别标有1或0的相应水平虚线来表示。更详细地，激光器的有源区的快速电流调制引起激光器中的载流子密度变化。这由于材料的所谓的阿尔法(alpha)参数，不仅引起光增益波动，还引起折射率波动(indexfluctuation)。这些增益波动和折射率波动又分别引起激光器光的强度波动和频率波动。通过啁啾因子来描述与激光器的强度调制相比的频率调制的相对量，啁啾因子也称为结构的阿尔法参数或线宽增强因子。当激光器失谐使得激射模106位于反射分布104的峰的长波长边缘时，折射率调制引起腔损耗的调制，腔损耗的调制降低或增加了激光器的有效(净增益)调制。因此，激光器啁啾被转换成差分增益的有效增强，并且因此提高了激光器的速度。失谐加载效应包括当激射模106对准至DBR反射分布104的峰的长波长边缘时在调制下发生的效应，所述效应可以包括差分增益的有效增强、提高的速度和增加的带宽中的一种或更多种。失谐加载效应不限于DBR激光器。实际上，根据至少一些实施方式，可以在其中激射模对准至半导体激光器的一部分的反射分布的峰的长波长边缘的半导体激光器中实现失谐加载效应。本文描述的实施方式还可以利用光子-光子谐振(PPR)效应来改善性能。当DML诸如DFB激光器或DBR激光器被调制时，调制边带加宽了DML在主激射模周围的光谱。如果激光腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式反馈加反射激光器，包括：/n分布式反馈区，其被配置成在激射模下操作；/n高反射镜，其被耦接至所述分布式反馈区的后部；/n无源区，其被耦接至所述分布式反馈区的前部；以及/n低反射镜，其形成在所述无源区的前部；/n其中，所述无源区、所述分布式反馈区的在所述分布式反馈区的前部处的部分以及所述低反射镜形成具有反射分布的标准具，所述反射分布具有周期性峰和谷，并且其中，所述分布式反馈区的所述激射模对准至所述标准具的所述反射分布的所述周期性峰之一的长波长边缘。/n

【技术特征摘要】
20191001 US 62/908,990;20191120 US 62/938,151;20191.一种分布式反馈加反射激光器，包括：
分布式反馈区，其被配置成在激射模下操作；
高反射镜，其被耦接至所述分布式反馈区的后部；
无源区，其被耦接至所述分布式反馈区的前部；以及
低反射镜，其形成在所述无源区的前部；
其中，所述无源区、所述分布式反馈区的在所述分布式反馈区的前部处的部分以及所述低反射镜形成具有反射分布的标准具，所述反射分布具有周期性峰和谷，并且其中，所述分布式反馈区的所述激射模对准至所述标准具的所述反射分布的所述周期性峰之一的长波长边缘。


2.根据权利要求1所述的分布式反馈加反射激光器，其中，所述低反射镜具有15％或小于15％的反射率。


3.根据权利要求1所述的分布式反馈加反射激光器，其中，所述低反射镜具有10％或小于10％的反射率。


4.根据权利要求1所述的分布式反馈加反射激光器，其中，所述无源区被配置成向在所述分布式反馈加反射激光器中传播的光给予约20度的相移。


5.根据权利要求1所述的分布式...

【专利技术属性】
技术研发人员：松井康浩，
申请(专利权)人：IIVI特拉华有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US