本发明专利技术公开了一种可实现模式间距为100GHz的双模激射半导体激光器，包括：一衬底；一n-InP缓冲层；一InGaAsP下限制层；一多量子阱有源层；一InGaAsP上限制层，其表面形成有布拉格光栅结构，该布拉格光栅结构制作于光栅区；一p-InP层；一p-InGaAsP刻蚀阻止层；一上p-InP盖层；一p-InGaAs欧姆接触层，在该p-InGaAs欧姆接触层上形成有隔离沟，该隔离沟将该p-InGaAs欧姆接触层分为四段；以及分别形成在四段p-InGaAs欧姆接触层上的金属电极层；其中，该p-InGaAs欧姆接触层分成的四段分别对应于该双模激射半导体激光器的的四段结构：前增益区、相区、光栅区和后放大区。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属 于半导体光电子
，是一种可实现模式间距为IOOGHz的双模激射半导体激光器。
技术介绍
随着互联网的迅猛发展，通讯网中交换系统的规模越来越大，运行速率越来越高，未来的大型交换系统将需要处理总量达几百Tbit/s的信息，这使得传统的基于电子信号处理技术的网络，由于“电子瓶颈”的限制，而逐渐显得难以应付，于是，基于全光信号处理技术的采用全光交换和全光路由选择的全光网络，将是未来网络的发展趋势。从光数据中同步地提取光时钟信号的过程就叫做光时钟提取，也称为光时钟恢复。光时钟恢复技术不仅是光信号再定位的关键步骤之一，而且对于光数字通信系统有着很重要的作用，它为系统的正常运作提供了准确可靠的基准时钟。在数字通信系统中，进行信号处理必须要有一个准确的时钟信号作为时间基准，它必须在相位和频率上与数据信号是一致的。而对于异步网络而言，时钟信号只能是从接收的数据信号中来获得。在全光网络中要进行诸如全光3R(放大、整形、定时)，复用/解复用，全光交换，同步等在光域的信号处理的都是光的时钟信号。当前光通信网络中采用的时钟恢复技术都是基于光/电/光的方式来实现的，这些技术方案的基本思路就是先将光信号转换为电信号，然后通过锁相环、压控振荡器等电域成熟的技术对电数据信号中的时钟进行提取和恢复，最后再将恢复后的电时钟信号调制到光域，得到光时钟信号。由于电域上的时钟恢复技术已经非常的成熟，所以这些技术方案实现起来比较简单。但随着光网络的发展，其单信道传输速率正在从原来的622Mbit/s，2. 5Gbit/s逐渐向10Gbit/s、40Gbit/s、100Gbit/s提升,在这样高的比特率下，由于电子器件本身的物理限制，传统的以光/电/光方式为基础的时钟恢复技术将很难实现。因此必须发展全光时钟恢复技术。全光时钟恢复技术不仅是解决高速率光通信系统时钟恢复的有效方法，而且，它也是将来实现全光网络的重要基础技术。目前，应用于40Gbit/s光信号时钟恢复的方案已经有不少报道，其中包括光纤锁模激光器、锁模激光器、自脉动半导体激光器等方案。然而对于lOOGbit/s的光信号时钟恢复，相关的研究报道还比较少，对于光纤锁模激光器，其理论上可以工作在lOOGbit/s的系统中，然而该方案受结构、体积所限，不易集成；而对于锁模半导体激光器，由于其结构复杂，腔长需精确控制等，其研究也存在困难。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术的主要目的是提供一种可实现模式间距为100GHz的双模激射半导体激光器，以实现双模激射和双模频差的调谐。( 二 )技术方案为达到上述目的，本专利技术提供了一种可实现模式间距为IOOGHz的双模激射半导体激光器，包括一衬底；一 n-InP缓冲层，该n-InP缓冲层制作在衬底上；一 InGaAsP下限制层，该InGaAsP下限制层制作在该n_InP缓冲层上；一多量子阱有源层，该多量子阱有源层制作在该InGaAsP下限制层上；一 InGaAsP上限制层，该InGaAsP上限制层制作在该多量子讲有源层上，其表面形成有布拉格光栅结构，该布拉格光栅结构制作于光栅区；一 P-InP层，该p-InP层制作在该InGaAsP上限制层上；一 p-InGaAsP刻蚀阻止层,该p-InGaAsP刻蚀阻止层制作在该P-InP层上；一上p-InP盖层，该上p-InP盖层制作在该p-InGaAsP刻蚀阻止层上；一 p-InGaAs欧姆接触层,该p-InGaAs欧姆接触层制作在该上p_InP盖层上,在该P-InGaAs欧姆接触层上形成有隔离沟，该隔离沟将该p-InGaAs欧姆接触层分为四段；以及分别形成在四段P-InGaAs欧姆接触层上的金属电极层；其中，该p-InGaAs欧姆接触层分成的四段分别对应于该双模激射半导体激光器的的四段结构前增益区、相区、光栅区和后 放大区。上述方案中，所述前增益区和所述后放大区称为有源区，所述相区和所述光栅区称为无源区，无源区与有源区的带隙波长相比，蓝移量为90nm，从而降低波导吸收损耗。上述方案中，所述隔离沟是通过He离子注入的方式成为高阻区，从而实现各电极之间的电隔离。上述方案中，所述隔离沟将器件分为四段结构，所述隔离沟长度为30至50 ym，每段结构中金属电极层长度分别等于各段结构的长度。上述方案中，所述前增益区的长度占总长度的30%至40%，所述相区的长度占总长度的10%至20%，所述DBR光栅区的长度占总长度的20%至30%，所述后放大区的长度占总长度的20%至30%。上述方案中，通过调节前增益区和后放大区的注入电流大小，能够获得激光器的双模激射；通过调节DBR光栅区注入电流大小，能够调节激射双模强度差。上述方案中，该双模激射半导体激光器双模的频率间隔由前增益区、相区、光栅区三段的总长度决定，频率间隔差与器件此三段总长度对应成反比例关系。(三)有益效果本专利技术提供的可实现模式间距为IOOGHz的双模激射半导体激光器，可以获得波长差为0. 8nm的双模间距，以应用于lOOGbit/s光信号的时钟恢复系统；具有两个激射模式的强度大致相同，模式频率间隔可以调谐，器件结构紧凑，制作工艺简单等优点。附图说明为进一步说明本专利技术的技术特征，结合以下附图，对本专利技术作一详细的描述，其中图I是本专利技术实施例可实现模式间距为IOOGHz的双模激射半导体激光器的纵向切面结构图；图2是本专利技术实施例可实现模式间距为IOOGHz的双模激射半导体激光器的俯视电极图；图3是本专利技术实施例可实现模式间距为IOOGHz的双模激射半导体激光器的器件整体结构图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。请参阅图1、2、3所示的实施例，本专利技术实施例提供的可实现模式间距为IOOGHz的双模激射半导体激光器，包括一衬底I，该衬底为n型InP衬底；一 n-InP缓冲层2，该缓冲层2制作在衬底I上；一 InGaAsP下限制层3，该InGaAsP下限制层3制作在n_InP缓冲层2上，其厚度约为120nm,材料带隙波长为I. 3微米； 一多量子阱有源层4，该多量子阱有源层4制作在InGaAsP下限制层3上，该多量子阱有源层4为五个量子阱结构，带隙波长为I. 55微米；一 InGaAsP上限制层5，该InGaAsP上限制层5制作在多量子阱有源层4上，厚度约为120nm，材料带隙波长为I. 3微米；位于光栅区的InGaAsP上限制层5，其表面刻有布拉格光栅；一 p-InP层6,该p-InP层6制作在InGaAsP上限制层5上,该p_InP层6厚度约为 120nm ；一 p-InGaAsP刻蚀阻止层7，该p-InGaAsP刻蚀阻止层I制作在p_InP层6上，厚度约为30nm，用作脊行条刻蚀时的刻蚀停止层；一上p-InP盖层8，该上p-InP盖层制作在p-InGaAsP刻蚀阻止层7上，厚度约为I. 8微米；一 p-InGaAs欧姆接触层9，该p-InGaAs欧姆接触层9制作在上p_InP盖层8上，厚度约为200nm，在p-InGaAs欧姆接触层9上形成有隔离沟，该隔离沟中通过注入氦离子，将p-InGaAs欧姆接触层9分为四段，以实现各电极之间的电隔离；以及分别形成在四段P-本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可实现模式间距为IOOGHz的双模激射半导体激光器，其特征在于，包括 ー衬底； 一 n-InP缓冲层，该n-InP缓冲层制作在衬底上； 一 InGaAsP下限制层，该InGaAsP下限制层制作在该n_InP缓冲层上； 一多量子阱有源层，该多量子阱有源层制作在该InGaAsP下限制层上； 一 InGaAsP上限制层，该InGaAsP上限制层制作在该多量子阱有源层上，其表面形成有布拉格光栅结构，该布拉格光栅结构制作于光栅区； 一 p-InP层，该p-InP层制作在该InGaAsP上限制层上； 一 p-InGaAsP刻蚀阻止层，该p-InGaAsP刻蚀阻止层制作在该p-InP层上； 一上P-InP盖层，该上p-InP盖层制作在该p-InGaAsP刻蚀阻止层上； 一 p-InGaAs欧姆接触层，该p-InGaAs欧姆接触层制作在该上p_InP盖层上，在该P-InGaAs欧姆接触层上形成有隔离沟，该隔离沟将该p-InGaAs欧姆接触层分为四段；以及分别形成在四段P-InGaAs欧姆接触层上的金属电极层； 其中，该P-InGaAs欧姆接触层分成的四段分别对应于该双模激射半导体激光器的的四段结构前増益区、相区、光栅区和后放大区。2.根据权利要求I所述的可实现模式间距为IOOGHz的双模激射半导体激光器，其特征在于，所述前增益区和所述后放大区称...
【专利技术属性】
技术研发人员：余力强，赵玲娟，朱洪亮，吉晨，陆丹，潘教青，王圩，
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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