[发明专利]一种太赫兹波发射器

说明书

本发明提供了一种太赫兹波发射器，该发射器主要包括微腔激光器、半导体光放大器和光电二极管混频器。三部分通过集成或部分集成形成不同结构的太赫兹波发射器。外部调制信号可以通过调制微腔激光器电流、半导体光放大器电流或光电二极管偏置电压输入太赫兹波发射器。

技术领域

本发明涉及半导体光电子器件领域，尤其涉及一种基于微腔半导体激光器、半导体光放大器和光电二极管混频器集成的太赫兹波发射器。

背景技术

光谱位于微波和光波之间的太赫兹波因其具有优良的传播特性，在短距离通信、成像、传感和光谱学等领域有着重大的应用前景。太赫兹技术在通信、医疗、环境和安检等领域已经得到了广泛的应用。亚太赫兹和太赫兹范围的波源(以下简称太赫兹波源)对于应用是必不可少的，并且基于电子、光子和光电子技术的不同太赫兹波源产生方法已经被提出。其中，光电方法产生的太赫兹波，因其高的性能和与集成技术兼容的特性受到越来越多人们的青睐。例如，太赫兹发射器由集成的两个分布布拉格反馈激光器、光放大器和高速的光电二极管混频器构成，两个激光器发射的不同频率激光在光电二极管混频器中产生拍频信号产生太赫兹波。但是因为分布布拉格反馈激光器结构复杂，并且还需要两个激光器，使得整体的制作工艺变得困难、昂贵。因此，这种方法存在很大的缺陷，本发明提出了几种高效稳定，集成度高，制作简单的太赫兹波发射器。

发明内容

(一)要解决的技术问题

光电方法产生的太赫兹波，因其高的性能和与集成技术兼容的特性受到越来越多人们的青睐，常见的太赫兹波产生方法是由集成的两个分布布拉格反馈激光器、光放大器和高速的光电二极管混频器构成，两个激光器发射的不同频率激光在光电二极管混频器中产生拍频信号产生太赫兹波，但是分布布拉格反馈激光器结构复杂，并且还需要两个激光器，使得整体的制作工艺变得困难、昂贵，因此制作简单有效稳定的太赫兹波产生装置十分必要。

(二)技术方案

本发明提供了一种太赫兹波发射器，该太赫兹波发射器包括：双模微腔激光器、半导体光放大器和光电二极管混频器，其中：

双模微腔激光器用于产生太赫兹波；

半导体光放大器用于将太赫兹波进行功率放大；

光电二极管混频器用于发射放大后的太赫兹波。

可选地，外部调制信号通过调制双模微腔激光器电流、半导体光放大器电流或光电二极管偏置电压输入太赫兹波发射器。

可选地，双模微腔激光器和半导体光放大器集成在同一外延片上，之间通过刻蚀凹槽绝缘。

可选地，光电二极管混频器的外延结构包括：漂移层、渐变层、吸收层和扩散层。

可选地，双模微腔激光器和半导体光放大器的集成芯片与光电二极管混频器之间通过光纤实现光耦合。

可选地，双模微腔激光器和半导体光放大器的集成芯片与光电二极管混频器之间混合集成实现光耦合。

可选地，双模微腔激光器和半导体光放大器的集成芯片与光电二极管混频器之间采用倒装焊接集成实现光耦合。

可选地，双模微腔激光器和半导体光放大器的集成芯片与光电二极管混频器采用单片集成实现光耦合。

可选地，半导体光放大器上依次覆盖p型阻抗匹配层和光电二极管混频器。

可选地，光电二极管放大器上制备有光输入波导，通过调整p型阻抗匹配层的厚度和介电常数来调整光波导到吸收层的光传输功率。

(三)有益效果