[发明专利]混合集成激光器及其制备方法

权利要求书

1.一种混合集成激光器，包括依次纵向层叠的衬底1，其特征在于，还包括将光实现90度偏转功能的光耦合器2、键合层3和垂直腔面发射激光光源4。

2.根据权利要求1所述的混合集成激光器，其特征在于，所述光耦合器2为光栅耦合器或高对比度光栅结构，实现将垂直入射的光偏转90度的功能；其主要结构包括两个部分，一是光栅结构部分，二是波导结构部分，根据动量守恒定律，当光栅在水平方向的传播常数K₁等于波导结构的传播常数K₂时，垂直入射的光将发生90度偏转。

3.根据权利要求1所述的混合集成激光器，其特征在于，所述光耦合器2采用硅、二氧化硅、SOI、InP、GaAs或玻璃材料制成。

4.根据权利要求1所述的混合集成激光器，其特征在于，所述键合层3通过直接键合、媒质键合或倒装焊的方式产生。

5.根据权利要求4所述的混合集成激光器，其特征在于，所述媒质采用BCB、ITO或PEDOT导电透光物质。

6.根据权利要求1所述的混合集成激光器，其特征在于，所述垂直腔面发射激光光源4采用GaAs基、InP基、GaN基、ZnO基量子阱、量子线或量子点激光器。

7.根据权利要求6所述的混合集成激光器，其特征在于，所述垂直腔面发射激光光源4为单模或多模器件，其激射波长λ需要与光耦合器2的波导结构的传播常数相匹配，即

8.一种混合集成激光器的制备方法，其特征在于，包括：

在SOI硅片的硅膜上制备出硅光栅耦合器；

利用外延生长的方法制备化合物半导体激光器结构；

在激光器结构上制备成单元器件或者阵列；

将单元器件或者阵列结构与光耦合器对准，并将半导体激光器直接或者间接键合在光耦合器上，将激光耦合到波导中，使得光从垂直方向实现水平方向传输，从而形成有源的激光光源与无源的光耦合器在纵向上集成的光源，用于片上光互连。

9.根据权利要求8所述的混合集成激光器的制备方法，其特征在于，所述制备方法采用的设备包括：MOCVD、MBE、ICP、电子束曝光机、光刻机、蒸发镀膜设备和显微镜。