[发明专利]单向环形激光器

说明书

背景技术

诸如环形激光器的行波谐振器激光器可与沿两个相反传播方向的双向激射关联。谐振器无论输入电流偏置水平如何，都不可预料地沿任一个或两个方向发射激光，由此减小了沿所需方向的激光发射效率。

附图说明

图1是根据示例的包括反射器的激光器的框图。

图2A-2E是根据示例的反射器的框图。

图3是根据示例的激光器的相位条件的曲线图。

图4是根据示例的包括反射器的激光器阵列的框图。

图5是根据示例的包括反射器的激光器的框图。

图6是根据示例的包括多个反射器的激光器阵列的框图。

图7是根据示例的包括反射器的激光器的框图。

图8是根据示例的包括多个反射器的激光器阵列的框图。

图9是根据示例的基于在有源环处产生光的流程图。

具体实施方式

激光器应用可包括光学互连，例如光子数据链路，其中可希望单向激射用于有效和加强的信号通信。甚至当利用下述激光腔时，单向激射都可以基于下述示例来实现，在该激光腔中由于激光腔的基本行波特性，激射能够沿两个相反传播方向同时或可替换地发生。示例性激光器系统基于与耦合到谐振器以发射光的波导关联的反射器，在行波谐振器(例如激光腔)中触发单向激射的控制。通过沿优选方向提供/建立激射以破坏激光器谐振腔中的对称/能量平衡，从而导致单向控制，反射器可激励和/或促进沿优选方向的单向激射控制。

单向激射的控制可与能量平衡的增益/损耗不平衡，或者其它不对称和/或操作相关联，该能量平衡与上述相反传播的方向关联。从而，通过利用谐振器中对于该激射方向可得到的能量，同时关闭沿另一方向的激射，单向激射的控制将有利于激射方向。示例性激光器可以基于除了微环以外的其它行波谐振器。从而，基于下述示例的系统可能够实现低功耗、高调制速度、小足迹(footprint)和灵活性，从而形成波分复用(WDM)光源。

在一示例中，激光器系统可包括有源环、无源波导和反射器。有源环将例如基于响应泵浦到有源环中的能量的增益介质而产生光。无源波导与有源环关联以捕获所产生的光。无源波导可以是总线波导，有源环可在无源波导上的耦合点处耦合到无源波导。与无源波导关联的反射器将使得来自波导的捕获光耦合进入有源环，以在有源环中触发单向激射的控制，从而产生光。在示例中，反射器可沿一个方向将来自波导的光发射反射回到有源环，以在有源环中触发沿另一方向的激射的控制。反射器可以是互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容的，并且可在环形激光器和/或其它元件的制造过程中形成，而不增加复杂性或成本(例如基于光刻)。激光器系统可具有非常小的足迹并能够实现密集的集成度。

图1是根据示例的包括反射器130的激光器100的框图。反射器130与波导120关联。波导120在耦合点122处耦合到有源环110。反射器130定位在离耦合点122的距离d 123处。

有源环110响应泵浦到有源环110中的能量而产生光。例如，有源环110可以是电驱动混合硅微环(例如具有结合到基底的III-V材料增益外延层的环形结构)，其具有电极以从诸如电流源的外部能量泵接收注入电流。在可替换示例中，有源环110基于从光学能量泵接收的能量产生光。有源环110可以双向，例如沿逆时针112和/或顺时针114方向产生光，并且由于诸如微环激光腔的行波谐振器的特性，光产生的方向性不可预料。

在激光谐振腔中，所产生光的强度与泵浦到环中的能量的功率级相关(例如注入电流的电平或泵浦光强度级)，从而所产生光的强度随着能量泵浦级增加而增加。然而，由于环形腔中光传播的双向特性，无论输入功率变化还是保持不变，有源环110中光产生的方向性可以开始为同时双向，然后切换到顺时针114(或逆时针112)，然后切换到逆时针112(或顺时针114)。受控的激射方向与载流子注入电平或其它泵浦入激光腔的能量相关，但是在破坏与两个激射方向关联的物理对称(例如相等增益和损耗)的步骤没有发生时可能是不可预料的。

激光器100用于向波导122的提供发射光126或从波导122提供发射光126。从而，希望触发与发射光126的所需方向一致的单向激射118的控制。反射器130可用于触发单向激射118的控制。顺时针114和逆时针112激射在相同或类似波长处发生。