[发明专利]一种随机散射光反馈的InP基单片集成混沌半导体激光器芯片

权利要求书

1.一种随机散射光反馈的InP基单片集成混沌半导体激光器芯片，其特征在于，包括如下结构：

一N型衬底（8）；

一InGaAsP下限制层（9），外延生长在N型衬底（8）上；

一无掺杂InGaAsP多量子阱有源区层（10），外延生长在InGaAsP下限制层（9）上；

一InGaAsP上限制层（13），外延生长在无掺杂InGaAsP多量子阱有源区层（10）上；

一P型重掺杂的InP盖层（14），为脊型，外延生长在InGaAsP上限制层（13）中间；

一P型重掺杂InGaAs接触层（15），在P型重掺杂的InP盖层（14）上；

一P⁺电极层（16），制作在P型重掺杂InGaAs接触层（15）上，自左向右沿P⁺电极层（16）的排列走向用三个隔离沟（18）将P⁺电极层（16）分为四段；

一N⁺电极层（7），制作在N型衬底（8）的背面；

自左向右P⁺电极层（16）的第一、第二、第四段分别对应为左分布式反馈半导体激光器（1）、双向放大的半导体光放大器（2）和右分布式反馈半导体激光器（6）；P⁺电极层（16）的第三段自左向右依次对应为左无源光波导部分（3），掺杂无源光波导部分（4）和右无源光波导部分（5）；InGaAsP上限制层（13）在对应于左、右分布式反馈半导体激光器的区域均刻蚀有分布反馈Bragg光栅（12）；掺杂无源光波导部分（4）中掺有杂质（11）；左分布式反馈半导体激光器（1）的左端出光口镀反射率为0.1%的增透膜。

2.根据权利要求1所述的一种随机散射光反馈的InP基单片集成混沌半导体激光器芯片，其特征在于，左、右分布式反馈半导体激光器长度分别为500μm，为整个芯片提供光信号，其对应的分布反馈Bragg光栅（12）材料为InP和InGaAsP，厚度为50至100nm，Bragg光栅周期为290nm，对应1550nm波段的激射峰；所述双向放大的半导体光放大器长度为200μm。

3.根据权利要求1或2所述的一种随机散射光反馈的InP基单片集成混沌半导体激光器芯片，其特征在于，掺杂无源光波导部分（4）中掺有一定浓度的杂质（11），杂质（11）所在层对应于无掺杂InGaAsP多量子阱有源区层（10）；杂质（11）在连续光通过时，单位长度下可以产生较强的随机后向散射光，给左、右分布式反馈半导体激光器提供随机光反馈扰动。

4.根据权利要求1或2所述的一种随机散射光反馈的InP基单片集成混沌半导体激光器芯片，其特征在于，所述左、右分布式反馈半导体激光器之间存在参数失配，二者的中心波长的频率差为10GHz至15GHz，二者的输出功率偏差低于70%。

5.根据权利要求1或2所述的一种随机散射光反馈的InP基单片集成混沌半导体激光器芯片，其特征在于，其左分布式反馈半导体激光器（1）在集成芯片的右面与双向放大的半导体光放大器（2）的左面相连，双向放大的半导体光放大器（2）的右面经过一段左无源光波导部分（3）后与掺杂无源光波导部分（4）的左面相连，掺杂无源光波导部分（4）的右面经过一段右无源光波导部分（5）后与右分布式反馈半导体激光器 （6）的左面相连，以此实现两个分布式反馈半导体激光器 的光互注入扰动过程。