[发明专利]一种垂直腔面发射激光器及其控制方法与控制装置

说明书

本发明公开了一种垂直腔面发射激光器的控制方法，通过接收所述垂直腔面发射激光器的有源区的温度读数信号；根据所述温度读数信号，确定对应的腔长参数；依据所述腔长参数使所述垂直腔面发射激光器的外腔镜沿光路方向位移，从而对谐振腔模的腔长进行调节，使调节后的谐振腔驻波的波长与所述垂直腔面发射激光器的有源区增益谱峰值波长重合。本发明实现了在广温度范围内所述谐振腔驻波的波长与所述垂直腔面发射激光器的有源区增益谱峰值波长重合，在宽工作温度范围内实现面发射芯片有源区对谐振腔模的光增益最大化，提升输出光功率，降低了发射阈值。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的垂直腔面发射激光器的控制装置及垂直腔面发射激光器。

技术领域

本发明涉及新型半导体激光器技术领域，特别是涉及一种垂直腔面发射激光器及其控制方法与控制装置。

背景技术

垂直腔面发射激光器是发光方向垂直于芯片表面的一种半导体激光器，与传统边发射半导体激光器相比，具有超低电功率损耗、晶圆级直接检测、光纤耦合容易、单纵模激射以及可构建二维发光矩阵等天然优势。在垂直腔面发射激光器很具潜力的几个应用场景，比如原子钟、磁强计等传感应用，或者数据中心的高速数据传输应用等，通常要求光源具备高温工作能力。

而现有的相关商品及技术，通常采用通过在激光器设计中使腔模与有源区高温增益谱峰值波长重合，实现高温工作条件下依然保持高增益，但这样一来，反而使器件在常温条件或更宽的工作温度条件下的性能指标得不到优化，只要不在其器件预设的工作温度范围内，谐振腔驻波的波长便不能与有源区增益谱峰值波长重合，使光输出功率大幅下降。

因此，如何扩大垂直腔面发射激光器的工作温度范围，使其在较大的温度范围内均能实现高功率光输出，就成了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种垂直腔面发射激光器及其控制方法与控制装置，以解决现有技术中垂直腔面发射激光器能够保持高输出的工作温度范围过小，超出预设的范围后输出光功率迅速下降的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种垂直腔面发射激光器的控制方法，包括：

接收所述垂直腔面发射激光器的有源区的温度读数信号；

根据所述温度读数信号，确定对应的腔长参数；

依据所述腔长参数使所述垂直腔面发射激光器的外腔镜沿光路方向位移，从而对谐振腔模的腔长进行调节，使调节后的谐振腔的驻波的波长与所述垂直腔面发射激光器的有源区增益谱峰值波长重合。

可选地，在所述的垂直腔面发射激光器的控制方法中，在确定对应的腔长参数后，还包括：

根据所述确定对应的腔长参数，对所述谐振腔驻波的波腹的位置进行调节，使所述波腹与所述有源区的多量子阱位置重合。

一种垂直腔面发射激光器的控制装置，包括：

接收模块，用于接收所述垂直腔面发射激光器的有源区的温度读数信号；

确定模块，用于根据所述温度读数信号，确定对应的腔长参数；

调节模块，用于依据所述腔长参数使所述垂直腔面发射激光器的外腔镜沿光路方向位移，从而对谐振腔模的腔长进行调节，使调节后的谐振腔的驻波的波长与所述垂直腔面发射激光器的有源区增益谱峰值波长重合。

可选地，在所述的垂直腔面发射激光器的控制装置中，所述调节模块还包括：

波腹调节单元，用于根据所述确定对应的腔长参数，对所述谐振腔驻波的波腹的位置进行调节，使所述波腹与所述有源区的多量子阱位置重合。

一种垂直腔面发射激光器，包括面发射芯片、一个顶腔镜及一个底腔镜；

所述面发射芯片设置于所述顶腔镜及所述底腔镜之间；