【技术实现步骤摘要】
本公开涉及半导体激光器，尤其涉及一种多波长半导体激光器及激光产生方法。
技术介绍
1、多波长的激光光源在光纤传感、dwdm激光通信、光谱分析和非线性频率变换等领域都有广泛的应用前景和重要的科研价值。目前半导体激光器的多波长光实现主要有光束合成、外腔和阵列激光器等方案。其中光束合成主要是将多束不同的波长的光空间叠加，合成后输出的光束为多波长的。外腔方案则是设计不同的衍射光学元件，如fp标准具、光纤光栅等构成选模结构，通过将特定波长的激光反射回半导体激光器内腔中，形成模式竞争从而选择出不同的波长。但是普遍存在结构复杂、尺寸大，功耗大的问题。阵列激光器主要是通过对接生长技术，在同一衬底上获得具有不同发光波长的增益材料，实现多波长阵列输出。虽然集成度高，但是对制作工艺要求高。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、基于上述问题，本公开提供了一种结构紧凑，功耗低且工艺成熟的单芯片多波长半导体激光器及激光产生方法，以缓解现有技术中的上述技术问题。
3、(二)技术方案
4、本公开的一个方面，提供一种多波长半导体激光器，由下至上依次包括：n面电极层、衬底层、缓冲层、下波导层、多量子阱有源层、上波导层、多波长光栅层、刻蚀自停止层、包层、欧姆接触层、p面电极层；其中，从所述欧姆接触层表面指向所述衬底层的方向刻蚀有平行的第一沟道和第二沟道，所述第一沟道与所述第二沟道之间形成脊波导，所述第一沟道与所述第二沟道的尺寸相同。
5、根据本公开实施例，所述第
6、根据本公开实施例，所述第一沟道和所述第三沟道的宽度为6微米至15微米。
7、根据本公开实施例，所述脊波导的宽度为1.5微米至3微米，高度为1.5微米至2.5微米。
8、根据本公开实施例，所述脊波导的背光面均镀有高反膜，出光面均镀有增透膜。
9、根据本公开实施例，高反膜和所述增透膜的折射率为1至3。
10、根据本公开实施例，所述多波长光栅层刻蚀于所述上波导层上，用于对激光器产生的激光进行选模。
11、根据本公开实施例，所述多波长光栅层内串联设置有不同光栅常数与占空比的多段分布式反馈光栅，多段分布式反馈光栅用于对所述激光器产生多纵模激光激射。
12、根据本公开实施例，衬底层的材料包括inp；所述缓冲层的材料包括硅掺杂inp；所述下波导层的材料包括硅掺杂inp，掺杂比例与所述缓冲层不同；所述多量子阱有源层的材料包括inalgaas或ingaasp；所述上波导层的材料包括锌掺杂inp；刻蚀自停止层的材料包括zn掺杂ingaasp；包层的材料包括zn掺杂inp，欧姆接触层的材料包括zn掺杂ingaas；所述p面电极层的材料包括钛铂金；所述n面电极层采用的材料包括金锗镍。
13、本公开的另一方面，提供一种激光产生方法，基于如上任一项所述的多波长半导体激光器来产生激光，所述激光产生方法包括：给所述激光器的p面电极层加以电流泵浦，使脊波导和与其对应的多量子阱有源层的工作电流在阈值电流之上，从而表现为能量增益以产生激光激射；多波长光栅层内串联设置的具有不同光栅常数与占空比的多段分布式反馈光栅同时作用于多量子阱有源层上，使其激射的纵模模式为与多波长光栅层的多波长纵模模式吻合，以产生多波长激光激射。
14、(三)有益效果
15、从上述技术方案可以看出，本公开多波长半导体激光器及激光产生方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
16、(1)引入串联具有不同光栅周期与占空比的多种分布式布拉格反馈光栅，与多量子阱有源层共同作用，实现多纵模模式选择，完成具有稳定可控的多波长激光出射；
17、(2)具有结构紧凑、功耗低的优势，只需通过一个激光器增益介质，即可实现可控的多波长输出；
18、(3)能够在光纤传感系统中实现多波长光源的小型化和集成化，增加传感器的感知阵源数量的同时降低体积与功耗。
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1.一种多波长半导体激光器，由下至上依次包括：
2.根据权利要求1所述的激光器，所述第一沟道(12)和第二沟道(14)的刻蚀深度相同，第一沟道(12)和第二沟道(14)的底部在所述刻蚀自停止层(8)之上。
3.根据权利要求1所述的激光器，所述第一沟道(12)和所述第三沟道(14)的宽度为6微米至15微米。
4.根据权利要求1所述的激光器，所述脊波导(13)的宽度为1.5微米至3微米，高度为1.5微米至2.5微米。
5.根据权利要求1所述的激光器，所述脊波导(13)的背光面均镀有高反膜，出光面均镀有增透膜。
6.根据权利要求5所述的激光器，所述高反膜和所述增透膜的折射率为1至3。
7.根据权利要求1所述的激光器，所述多波长光栅层(7)刻蚀于所述上波导层(6)上，用于对激光器产生的激光进行选模。
8.根据权利要求7所述的激光器，所述多波长光栅层(7)内串联设置有不同光栅常数与占空比的多段分布式反馈光栅，多段分布式反馈光栅用于对所述激光器产生多纵模激光激射。
9.根据权利要求1所述的激光器，
10.一种激光产生方法，基于如权利要求1至9任一项所述的多波长半导体激光器来产生激光，所述激光产生方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种多波长半导体激光器，由下至上依次包括：
2.根据权利要求1所述的激光器，所述第一沟道(12)和第二沟道(14)的刻蚀深度相同，第一沟道(12)和第二沟道(14)的底部在所述刻蚀自停止层(8)之上。
3.根据权利要求1所述的激光器，所述第一沟道(12)和所述第三沟道(14)的宽度为6微米至15微米。
4.根据权利要求1所述的激光器，所述脊波导(13)的宽度为1.5微米至3微米，高度为1.5微米至2.5微米。
5.根据权利要求1所述的激光器，所述脊波导(13)的背光面均镀有高反膜，出光面均镀有增透膜。
6.根据权利要求5所述的激光器，所述高反膜和所述增透膜的折射率为1至3。
7.根据权利要求1所述的激光器，所述多波长光栅层(7)刻蚀于所述上波导层(6)上，用于对激光器产生的激光进行选模。
8.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：宝浩天，张冶金，刘建国，李金野，张卫杰，刘泽秋，于海洋，
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：
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