[实用新型]一种DFB半导体激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种半导体激光器，具体涉及一种DFB(分布式反馈)半导体激光器。

背景技术

在光纤通信中，半导体激光器由于体积小、效率高、功耗低、易于集成等优点，已经成为光通信领域中的核心信号发射源，在半导体激光器中DFB激光器由于其单模输出，输出光谱窄，有效地降低了光在光纤中传输而引起的色散展宽，非常适合于应用在高速调制和长距离光纤通信中。

对于DFB半导体激光器来说，目前主要的方法是在外延材料的光栅层上通过双光束全息曝光方法制备周期均匀性的光栅，再通过MOCVD生长技术掩埋光栅，完成外延片的制作。该制备工艺都需要二次生长技术，增加了制备的难度。另一方面，在实际应用中不管是封装的TO-CAN器件还是Butterfly器件，其封装内部除了常规的DFB激光器外，在激光器的背光处需要PD芯片，用来间接监测激光器工作情况。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种DFB半导体激光器，利用单芯片集成腔外光栅和探测器的技术，避免了二次生长和需要额外添加PD芯片的成本，使得工艺简化，有效降低器件整体成本。

本实用新型提出的技术方案如下。

一种DFB半导体激光器，包括：脊型波导激光器、光栅和探测器，其中，脊型波导激光器位于基片表面靠近出光端面的区域，光栅和探测器位于脊型波导激光器的腔外，光栅刻蚀到衬底层并靠近脊型波导激光器，探测器位于基片表面靠近背光端面的区域，并靠近光栅。

进一步地，所述基片采用多量子阱外延结构。

进一步地，所述基片包括N-InP衬底层、N-InP缓冲层、AlGaInAs下波导层、AlGaInAs多量子阱有源层、AlGaInAs上波导层、P-InP间隔层、P-InGaAsP腐蚀停止层、P-InP空间层、P-InGaAsP过渡层、P⁺-InGaAs重掺杂欧姆接触层和P-InP保护层。

进一步地，AlGaInAs上波导层与AlGaInAs下波导层为组分渐变的波导层。

进一步地，所述脊型波导激光器的脊型波导结构包括P-InGaAsP腐蚀停止层、P-InP空间层、P-InGaAsP过渡层和P⁺-InGaAs重掺杂欧姆接触层。

进一步地，脊型波导结构的脊深1.8μm，上下脊宽分别为2.0μm和1.8μm。

进一步地，所述光栅为周期性均匀光栅。

进一步地，所述光栅表面覆盖有BCB。

进一步地，还包括位于脊型波导激光器的脊型波导表面的激光器金属覆盖区域和位于探测器表面的探测器金属覆盖区域。

进一步地，出光端面蒸镀有一对Si/Al₂O₃高透膜；背光端面蒸发有两对Al₂O₃/Si高反膜。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用InP基底片在其上面生长缓冲层、波导结构有源区层、腐蚀停止层、空间层、电接触层等形成基片，对基片进行工艺制备，即在单颗管芯内，在靠近出光端区域制备脊型波导结构激光器；在背光区域，与RWG激光器相邻的区域采用ICP干法刻蚀，实现RWG激光器腔外的周期性光栅，其光栅刻蚀到衬底层，在光栅靠近背光端面为探测器；采用BCB对光栅进行覆盖，起到保护光栅的作用；制备电极，最后对出光端面蒸镀高透膜，对背光端面蒸镀高反膜，形成了集成腔外光栅和探测器为一体的DFB半导体激光器，该器件制备同时具备了激光输出和背光监测的功能。

本实用新型通过采用在激光器腔外单芯片集成了光栅和探测器，与常规的DFB半导体激光器相比，无需光栅的二次掩埋生长；对于器件应用来说无需外加的背光探测器芯片，能有效降低器件成本。

附图说明

图1为本实用新型提出的DFB半导体激光器制备方法的流程框图；

图2为本实用新型提出的DFB半导体激光器的外延片结构图；

图3为本实用新型提出的DFB半导体激光器的正面结构示意图；

图4为本实用新型提出的DFB半导体激光器的侧面结构示意图。

附图标记说明：