[发明专利]一种混合集成混沌半导体激光器芯片及激光器

说明书

本发明实施例提供一种混合集成混沌半导体激光器芯片及激光器。所述激光器芯片包括第一芯片衬底，固定于所述第一芯片衬底的上表面且依次连接的第一激光器组件、无源光波导与第二激光器组件；所述第一激光器组件与所述第二激光器组件，均为DFB与SOA的集成芯片；第一激光器组件的SOA，用于控制互注入强度，并产生放大的自发辐射噪声，以对第一激光器组件的DFB与所述第二激光器组件的DFB产生的激光进行随机扰动；第二激光器组件的SOA，用于控制输出光功率的大小，或者调节注入光功率与反馈强度的大小。本发明实施例两个激光器的混沌互注入结构产生混沌光，实现混沌同步，结构简单，易于控制。

技术领域

本发明实施例涉及激光器领域，尤其涉及一种混合集成混沌半导体激光器芯片及激光器。

背景技术

由于半导体激光器的混沌光信号具有独特的保密性和宽带特性，因此半导体激光器混沌同步系统在保密通信领域有着广泛的应用前景。混沌信号的产生主要有三种方式，外部光反馈、外部光注入和外部光电反馈，目前，研究人员已经对产生混沌信号的系统进行了比较全面的研究，但绝大部分混沌源都是靠分立器件搭建而成，体积大、结构复杂、易受外界环境的影响、输出不稳定。与离散器件组成的装置相比，集成芯片尺寸较小、成本较低、稳定性较好、适用于大批量生产。为了结合混沌应用和集成电路的优势，光子集成的混沌半导体激光器应运而成，因此国内外在这方面的研究进展如火如荼。

现有技术中的集成混沌芯片有多中实现方案。例如，一种光子集成混沌半导体激光器，采用掺饵无源光波导作为连续散射体构成连续分布式反馈腔，采用无隔离双向放大的半导体光放大芯片控制左右分布式反馈半导体激光芯片互注入的光功率大小和无源光波导对左分布式反馈半导体激光芯片的反馈强度，然而，该结构中掺杂无源光波导散射强度难以控制，随机散射体损耗较大，左、右分布式反馈半导体激光器芯片、无隔离双向放大器以及无源光波导之间的耦合导致的光学损耗较大。又如，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，采用单片集成技术，左右DFB激光器提供信号源，通过左右无源光波导传输光信号，通过双向放大的半导体光放大器调节注入和反馈强度，采用掺杂无源光波导作为连续散射腔构成连续分布式反馈腔，但这种结构基于随机散射的单片集成结构，制作工艺复杂。

因此，急需一种工艺简单且能够产生优质混沌光的集成芯片。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种混合集成混沌半导体激光器芯片及激光器。

第一方面，本发明实施例提供一种混合集成混沌半导体激光器芯片，包括：

第一芯片衬底，固定于所述第一芯片衬底的上表面且依次连接的第一激光器组件、无源光波导与第二激光器组件；

所述第一激光器组件与所述第二激光器组件，均为分布式反馈激光器DFB与半导体放大器SOA的集成芯片；

所述第一激光器组件的SOA，用于控制互注入强度，并产生放大的自发辐射噪声，以对所述第一激光器组件的DFB与所述第二激光器组件的DFB产生的激光进行随机扰动；

所述第二激光器组件的SOA，用于控制输出光功率的大小，或者调节注入光功率与反馈强度的大小。

第二方面，本发明实施例提供一种激光器，包括本发明实施例第一方面及其任一可选实施例所述的混合集成混沌半导体激光器芯片。

本发明实施例提供的混合集成混沌半导体激光器芯片，采用第一激光器组件与第二激光器组件两个激光器的混沌互注入结构产生混沌光，实现混沌同步，结构简单，易于控制。第一激光器组件的SOA放大区可控制互注入强度，SOA放大区产生的放大的自发辐射噪声可对两个DFB激光器产生的激光进行随机扰动；根据DFB和SOA位置的不同，第二激光器组件的SOA放大区可控制输出光功率的大小或调节注入光功率与反馈强度的大小；混合集成的结构具有体积小、重量轻、成本低、集成性强、制作工艺简单、输出稳定的优点。

附图说明