[发明专利]分布放大的取样光栅分布布拉格反射可调谐激光器结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光电集成技术领域，特别涉及一种分布放大的取样光栅分布布拉格反射可调谐激光器结构。

背景技术

光网络正在向高速大容量、良好的扩展性和智能化的方向发展。提升光网络的容量时，将更加注重光网络的灵活性和可扩展性，交换智能化和光电子器件集成化是降低运营成本，以应对快速变化的市场环境。发展可调谐器件、多功能集成的光开关器件或组件将是构建智能光网络的基石。

密集波分复用(DWDM)系统的飞速发展带来了对相关器件的强烈需求。目前的DWDM系统普遍已经达到32路波长复用，Infinera利用铟磷基的单片集成技术实现了的1.6Tb/s(40G×40路波长复用)光子集成回路(PIC)芯片。如果使用普通波长固定的激光器就需要生产出如此多波长，生产工艺的控制要极其严格和烦琐，产品一致性要求非常之高。为保证系统安全性要求做保护备份时，也需要同样多品种的同样数量的器件，系统设备的成本及复杂度将很高。而波长可调激光器能够大大减轻DWDM系统在光源配置、备份和维护上的巨大压力。

可调谐激光器在实现波长灵活切换，避免阻塞，降低网络保护恢复成本，提高可靠性等方面也起着无可代替的作用。基于磷化铟(InP)材料的宽带可调谐激光器具有纳秒级的调谐速度，可以满足包交换的需求；还可以集成更多的电子或光电子器件，形成系统集成芯片(SOC)以完成更复杂(如快速波长变换，波长信道的上传以及下传等)的功能，以满足智能光网络的需求。可调谐激光器还可以用于基于WDM技术的光互连中，代替电缆完成计算机之间或芯片之间的互连。

传统的取样光栅光栅分布布拉格反射激光器较长的前后光栅区会引起较大的吸收损耗降低光功率输出，并且在波长调谐的过程中由于注入电流引起波导吸收系数的变化，其各个出光波长之间的光功率的变化。分布放大的取样光栅分布布拉格反射可调谐激光器结构的激光器可以有效的利用器件空间，提高激光器功率并平衡各波长出光功率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，针对现有取样光栅分布布拉格反射激光器较长的前后取样光栅区引起的波导损耗以及注入电流时引起的各个出光波长之间的光功率的变化的不足，提供一种结构紧凑，光功率高，功率平衡性好，制作工艺简单的分布放大的取样光栅分布布拉格反射可调谐激光器结构。

为达到上述目的，本发明提供一种分布放大的取样光栅分布布拉格反射可调谐激光器结构，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n-InP缓冲层上；

一增益层，该增益层制作在InGaAsP下限制层上，该增益层为交替的有源波导和无源波导结构；

一InGaAsP上限制层，该InGaAsP上限制层制作在增益层上，该InGaAsP上限制层的表面形成有取样光栅结构，该取样光栅光栅结构位于无源波导之上；

一p-InP层，该p-InP层制作在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p-InP层上；

一上p-InP盖层，该上p-InP盖层制作在p-InGaAsP刻蚀阻止层上；

一p-InGaAs接触层，该p-InGaAs接触层制作在上p-InP盖层上，在该p-InGaAs接触层上形成有不同区段的隔离沟；

一金属电极，该金属电极制作在p-InGaAs接触层的上表面，形成光栅分布布拉格反射可调谐激光器结构；

其中该光栅分布布拉格反射可调谐激光器结构分为分布放大前取样光栅区、增益区、相区和分布放大的后取样光栅区。

为达到上述目的，本发明还提供一种分布放大的取样光栅分布布拉格反射可调谐激光器结构，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n-InP缓冲层上；

一增益层，该增益层制作在InGaAsP下限制层上，该增益层为交替的有源波导和无源波导结构；

一InGaAsP上限制层，该InGaAsP上限制层制作在增益层上，该InGaAsP上限制层的表面形成有取样光栅结构，该取样光栅光栅结构位于无源波导之上；

一p-InP层，该p-InP层制作在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p-InP层上；

上p-InP盖层，该上p-InP盖层制作在pInGaAsP刻蚀阻止层上；