一种抗背反射高对比度激光器及光纤耦合系统技术方案

本申请公开了一种抗背反射高对比度激光器及光纤耦合系统，其中抗背反射高对比度激光器，包括层叠设置的第一反射器层、发光层，所述发光层上设置有若干发光区，所述发光区的激光光束透过出射层上的出射窗进行出射，所述第一反射器层包括光栅区，所述光栅区包括第一衍射区以及围绕所述第一衍射区设置的第二衍射区，所述出射窗与所述第一衍射区在所述出射层上的正投影存在部分重叠。本申请实施例提供的抗背反射高对比度激光器，通过调整光栅层的结构以及出射窗的位置，可以控制外界干扰光衍射后强度分布，降低芯片发光区域的强度，减小甚至于消除外界光干扰VCSEL本身的光场分布激射，进而VCSEL表面环境光的影响会降低，提升信噪比，提高传输速率和距离。提高传输速率和距离。提高传输速率和距离。

【技术实现步骤摘要】
一种抗背反射高对比度激光器及光纤耦合系统


[0001]本申请一般涉及光电
，具体涉及一种抗背反射高对比度激光器及光纤耦合系统。

技术介绍

[0002]垂直腔面发射激光(Vertical
‑
Cavity Surface
‑
Emitting Laser；VCSEL)器具有高速、高集成度、高性价比等优点，在短距离高速并行光互联、以太数据通信网、数据中心等领域发展迅速，是光通信领域的新型光源之一。相比于传统的布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector；DBR)，(High Contrast Grating；HCG)可以显著降低发散角，从而有利于光耦合效率。
[0003]背反射是由光网络中任何接口或者散射中心产生的，背反射能沿光路或者光导传播，且不需要从信号源最接近处发出，当背反射的光信号进入到谐振腔内时，共振条件的变化常引起激光输出很大变化，对激光器产生干扰，降低激光器的信噪比。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种抗背反射高对比度激光器及光纤耦合系统，可以利用高阶衍射减少或者消除光纤(或者其他光学器件)产生的背反射光对VCSEL的干扰，提高信噪比，提升传输速率和距离。
[0005]第一方面，一种抗背反射高对比度激光器，包括层叠设置的第一反射器层、发光层，所述发光层上设置有若干发光区，所述发光区的激光光束透过出射层上的出射窗进行出射，所述第一反射器层包括光栅区，所述光栅区包括第一衍射区以及围绕所述第一衍射区设置的第二衍射区，所述出射窗与所述第一衍射区在所述出射层上的正投影存在部分重叠。
[0006]进一步地，所述光栅区为周期性阵列排布的多个栅体，所述栅体包括沿阵列方向排布的一个栅条和一个栅槽，所述栅体的栅距等于一个栅体中栅条的宽度加栅槽的宽度，所述周期性阵列排布的栅体中，所述栅体的栅距均相等，位于激光器外部的背反射光源透过所述光栅区在所述出射层上产生明暗相间的衍射条纹。
[0007]优选地，所述出射层为氧化层，所述氧化层上设置有未氧化区以及围绕所述未氧化区设置的氧化区，所述未氧化区用于界定所述出射窗。
[0008]优选地，所述出射层为所述发光层，所述发光层上设置有未注入区和围绕所述未注入区设置的质子或离子注入区，所述未注入区域用于界定激光出射窗。
[0009]进一步地，所述光栅部包括一个第一栅槽及与所述第一栅槽两侧相邻的两个第一栅条。
[0010]优选地，位于激光器外部的背反射光源透过所述光栅区在所述出射层上产生的暗纹与所述第一栅槽存在部分重叠，所述出射窗的位置对应暗纹所在区域。
[0011]优选地，位于激光器外部的背反射光源透过所述光栅区在所述出射层上产生的中
央亮条纹与所述栅槽存在部分重叠，所述出射窗的边界位于相邻两所述中央亮条纹之间。
[0012]进一步地，还包括设置在所述发光层背离所述第一反射器层一侧的第二反射器层，所述第一反射器层在背离所述发光层的一侧设置有第一电极，所述第二反射器层在背离所述发光层的一侧设置有第二电极。
[0013]第二方面，本申请提供了一种光纤耦合系统，包括如以上任一所述的抗背反射高对比度激光器。
[0014]进一步地，还包括棱镜，所述棱镜被配置为接收出射窗射出的激光光束，并通过折射改变激光光束方向并耦合进后续光纤中。
[0015]本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0016]本申请实施例提供的抗背反射高对比度激光器，通过调整光栅层的结构以及出射窗的位置，可以控制外界干扰光衍射后强度分布，降低其在芯片发光区域的强度，就可以减小甚至于消除外界光干扰VCSEL本身的光场分布激射，进而VCSEL表面环境光的影响会降低。
[0017]本申请实施例提供的抗背反射高对比度激光器，和光纤的光耦合的时候可以提升信噪比，有助于提升传输速率和距离；另外，使得VCSEL的发散角减小，有利于光耦合效率，减小光纤在不同耦合位置之间性能表现的差异。
附图说明
[0018]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0019]图1为本申请的实施例提供的一种抗背反射高对比度激光器的结构示意图；
[0020]图2为本申请的实施例提供的另一种抗背反射高对比度激光器的结构示意图；
[0021]图3为本申请的实施例提供的一种出射窗的设置示意图；
[0022]图4为本申请的实施例提供的另一种出射窗的设置示意图；
[0023]图5为本申请的实施例提供的再一种出射窗的设置示意图；
[0024]图6为本申请的实施例提供的一种光纤耦合系统的结构示意图。
[0025]图中：
[0026]1、第一反射器层；2、发光层；3、发光区；4、光栅区；5、氧化层；51、未氧化区；52、氧化区；21、未注入区；22、质子或离子注入区；6、第二反射器层；7、氧化物隔离层；8、电流扩展层；9、出射窗；41、栅槽；42、栅条；401、第一栅槽；402、第一栅条；10、第一电极；11、第二电极；12、光纤；13、棱镜；14、出射层。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。
[0028]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0029]请详见图1
‑
2，本申请提供了一种抗背反射高对比度激光器，包括层叠设置的第一
反射器层1、发光层2，所述发光层2上设置有若干发光区3，所述发光区3的激光光束透过出射层14上的出射窗9进行出射，所述第一反射器层1包括光栅区4，所述光栅区4包括第一衍射区A以及围绕所述第一衍射区A设置的第二衍射区，所述出射窗9与所述第一衍射区在所述出射层14上的正投影存在部分重叠。
[0030]本申请中的发光层2至少包括层叠设置的多量子阱层，多量子阱层由GaAs、AlGaAs、GaAsP及InGaAs材料层叠排列构成，发光层2用以将电能转换为光能。当然，在某些示例中还可以采用单量子阱层代替多量子阱层。在某些示例中还可以采用量子点材料，本申请实施例中并不限制发光层2的材料。
[0031]在一些实施例中，如图1所示，所述出射层14为氧化层5，所述氧化层5上设置有未氧化区51以及围绕所述未氧化区51设置的氧化区52，所述未氧化区52用于界定所述出射窗9。
[0032]在具体设置时，可以通过湿法氧化工艺，例如在温度430℃下，2L/min的氮气携带一定温度的水蒸气进行选择性湿法氧化，氧化深度即氧化层5左右方向的延伸深度由时间控制，以在氧化层5形成氧化区，中心部位，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗背反射高对比度激光器，其特征在于，包括层叠设置的第一反射器层、发光层，所述发光层上设置有若干发光区，所述发光区的激光光束透过出射层上的出射窗进行出射，所述第一反射器层包括光栅区，所述光栅区包括第一衍射区以及围绕所述第一衍射区设置的第二衍射区，所述出射窗与所述第一衍射区在所述出射层上的正投影存在部分重叠。2.根据权利要求1所述的抗背反射高对比度激光器，其特征在于，所述光栅区为周期性阵列排布的多个栅体，所述栅体包括沿阵列方向排布的一个栅条和一个栅槽，所述栅体的栅距等于一个栅体中栅条的宽度加栅槽的宽度，所述周期性阵列排布的栅体中，所述栅体的栅距均相等，位于激光器外部的背反射光源透过所述光栅区在所述出射层上产生明暗相间的衍射条纹。3.根据权利要求1所述的抗背反射高对比度激光器，其特征在于，所述出射层为氧化层，所述氧化层上设置有未氧化区以及围绕所述未氧化区设置的氧化区，所述未氧化区用于界定所述出射窗。4.根据权利要求1所述的抗背反射高对比度激光器，其特征在于，所述出射层为所述发光层，所述发光层上设置有未注入区和围绕所述未注入区设置的质子或离子注入区，所述未注入区域用于界定激光出射窗。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建强，王嘉星，
申请(专利权)人：深圳博升光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：