[发明专利]单片集成无跳模波长可调谐半导体激光器

权利要求书

1.一种单片集成无跳模波长可调谐半导体激光器，其特征在于：包括由波导端面(M)和波长色散衍射光栅(4)组成的光学腔、置于光学腔一侧提供增益的一个有源波导(1)、置于光学腔另一侧作为滤波器选择发射激光波长的波长色散衍射光栅(4)，有源波导和波长色散衍射光栅之间由平板波导区(3)和波长调谐区(2)组成，波长调谐区(2)被夹在一对电极之间。

2.根据权利要求1所述的一种单片集成无跳模波长可调谐半导体激光器，其特征在于：由有源波导(1)发出并入射到波长色散衍射光栅(4)上两个不同位置的任意两条光路将沿着各自的直线横穿波长调谐区(2)，波长调谐区(2)的形状和尺寸使任意两条直线在波长调谐区(2)内的光程差与总光程差的比值是一个常数γ，该常数γ同光路通过波长调制器区(2)部分的往返光程与在光学腔内往返总光程的比值相等。

3.根据权利要求1所述的一种单片集成无跳模波长可调谐半导体激光器，其特征在于：所述的波长色散衍射光栅(4)是闪耀光栅。

4.根据权利要求1所述的一种单片集成无跳模波长可调谐半导体激光器，其特征在于：当波长调谐区(2)在平板波导区(3)的左边时，波长调谐区(2)的一端为波导的末端O，另一边的边界为曲线MB，曲线MB由公式Δl_p＝γΔL_p决定，其中ΔL_p＝OP-OA，O点为波导的端点，A是光栅曲线上离波导的端点O点最近的点，M是OA连线上的任一点，P是光栅上的任意给定点；Δl_p＝OQ-OM，OQ表示沿OP方向由O点到波长调谐区(2)边界曲线的距离，OM表示沿OA方向由O点到波长调谐区(2)边界曲线的距离；γ是一个常数，是波长调谐区内的光程差与光学腔内总光程差的比值，各参数需满足关系式n_aL_a(l-OM)＝n(OM·L-OA·l)。

5.根据权利要1所述的一种单片集成无跳模波长可调谐半导体激光器，其特征在于：当波长调谐区(2)在平板波导区(3)的右边时，波长调谐区(2)的一端为光栅面曲线，另一边的边界为曲线MB，曲线MB由公式Δl_p＝γΔL_p，其中ΔL_p＝OP-OA，O点为波导的端点，A是光栅曲线上离波导的端点O点最近的点，M是OA连线上的任一点，P是光栅上的任意给定点；Δl_p＝PQ-AM，PQ表示沿OP方向由P点到波长调谐区(2)边界曲线的距离，AM表示沿OA方向由A点到波长调谐区(2)边界曲线的距离；γ是一个常数，是波长调谐区内的光程差与光学腔内总光程差的比值，各参数需满足关系式n_aL_a(l-AM)＝n(AM·L-OA·l)。

6.一种单片集成无跳模波长可调谐半导体激光器，其特征在于：包括部分反射面(M1)、同部分反射面(M1)相结合的一个有源波导(1)作为公共波导、同部分反射面(M1)组合形成一个光学腔的一组高反射面(M2)阵列、与一组高反射面(M2)相结合并在被泵浦时为各自所在的光学腔提供增益的一组有源波导(1)阵列；一组有源波导(1)阵列中的每一个有源波导(1)对应一个相应的光波段，一个用于接收由一组有源波导(1)阵列发射的一束光，把光束输出到作为公共波导的有源波导(1)并作为滤波器选择某一波段内一个激射波长的波长色散衍射光栅(4)；有源波导(1)和波长色散衍射光栅(4)之间由波长调谐区(2)和平板波导区(3)组成；波长调谐区(2)被夹在一对电极之间。

7.根据权利要求6所述的一个单片集成无跳模波长可调谐半导体激光器，其特征在于：波长调谐区的形状使激射波长被调节时光学腔长能够自动调节从而达到无跳模输出；由一组有源波导(1)阵列中的任意一个波导发出并入射到波长色散衍射光栅(4)上两个不同位置的任意两条光路将沿着各自的直线横穿波长调谐区(2)，波长调谐区(2)的形状和尺寸使这任意两条直线在波长调谐区内的光程差与总光程差的比值是一个常数，其中的常数与光路通过波长调谐区部分的往返光程与在光学腔内往返总光程的比值相等。