[发明专利]基于半波耦合部分反射器的可调谐半导体激光器

说明书

本发明公开了一种基于半波耦合部分反射器的可调谐半导体激光器。包括两个谐振腔，一个谐振腔主要由光波导、第一部分反射器、第二部分反射器组成，另一个谐振腔主要由光波导、第一部分反射器、第二部分反射器组成；两个谐振腔沿同一直线排列并相互耦合，两个谐振腔中的两个第二部分反射器之间通过一个公共的耦合波导连接。本发明具有最佳的单模选择，发射波长可在一系列信道上切换，无需制作光栅，结构简单，在耦合器的设计上具有很高的自由度，制作容差大，可以实现大范围的数字式调谐。

技术领域

本发明涉及半导体激光器，尤其是涉及一种基于半波耦合部分反射器的可调谐半导体激光器。

背景技术

波长可调谐激光器是波分复用技术中的一个关键技术，在城域网和远程光通信领域中也具有广泛的应用。随着光通信技术的快速发展，可调谐半导体激光器也在不断的向低成本、低功耗、小型化和集成化的方向发展。从实际应用出发，要求可调谐半导体激光器可大范围调谐，成本低廉，工作稳定，易于操作。

目前在光通讯领域中使用最为广泛的波长可调谐激光器有两种方案：一种是基于光栅的激光器，如分布反馈激光器(DFB)和分布反射光栅激光器(DBR)。这类激光器的制造中都需要制作光栅、刻蚀光栅、二次外延等步骤，大大增加了器件的成本。

另一种可调谐激光器的方案是利用两个长度相异的谐振腔之间的耦合来实现，其波长调谐范围可以利用Vernier效应显著增加。这种类型激光器的一种实现形式是基于调制光栅Y型(MG-Y)可调谐半导体激光器，被报道于High-speed direct modulation ofwidely tunable MG-Y laser,IEEE Photonics Technology Letters,17(6)(2005):1157-1159.其结构示意如图1，这种MG-Y可调谐半导体激光器包含一个增益区，一个共同相位区，一个MMI耦合器，一个微分相位区以及两个光栅，结构十分复杂；该激光器实现单模稳定工作和波长调谐需要调节共同相位区、微分相位区和光栅上的注入电流，这种多电极协调的调谐算法十分复杂，不利于激光器驱动电路的设计和激光器高效批量化生产，而且高昂的成本阻止了应用的推广。

为了提供廉价的可调谐半导体激光器，何建军于2006年提出了一种基于V型腔结构的半导体激光器，详见“V型耦合腔波长可切换半导体激光器”，授权公告号：CN100463312B，其结构示意如图2。它通过两个长度相异的谐振腔之间的耦合来实现波长的调谐或者切换，通过优化两个谐振腔之间的耦合系数能够实现很高的边模抑制比，其波长调谐通过调节某一臂注入电流来实现，调节范围可以利用Vernier效应而显著增加。除此之外，这种激光器还具有工艺简单，成本低，波长切换方便，等方面的优势。但是对于这种激光器，其耦合腔的一端为部分反射结构，该结构制作质量的好坏直接影响激光器的单模特性，所以这种激光器对于设计和制作的要求均较高，在一定程度上影响了其成品率。此外，由于采用具有弯曲波导的V型波导结构，引入了一定损耗，且不利于和其它器件集成。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于半波耦合部分反射器的可调谐半导体激光器。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括两个谐振腔，一个谐振腔主要由光波导、第一部分反射器、第二部分反射器组成，另一个谐振腔主要由光波导、第一部分反射器、第二部分反射器组成；两个谐振腔沿同一直线排列并相互耦合，两个谐振腔中的两个第二部分反射器之间通过一个公共的耦合波导连接。

所述两个谐振腔的第二部分反射器均为具有固定分光比的分光器件，一部分光经反射回到自身谐振腔，一部分光经过耦合波导进入另一个谐振腔。