[发明专利]可调谐激光器及其制作方法

权利要求书

1.一种可调谐激光器，其特征在于，包括位于同一衬底上、等高且贴合的增益区和分布式布拉格反射区；其中，

增益区和分布式布拉格反射区，分别为双台脊波导结构，包括下台脊波导和上台脊波导；

所述增益区的下台脊波导和分布式布拉格反射区的下台脊波导分别自下而上依次包括光斑放大层、间隔层和有源层；所述增益区的上台脊波导和分布式布拉格反射区的上台脊波导分别自下而上包括包层和盖层；

其中，所述增益区的上台脊波导为楔形波导；其中，所述楔形波导的宽度沿远离分布式布拉格反射区的方向上逐渐缩小；

所述分布式布拉格反射区的上台脊波导为侧壁光栅波导；

其中，所述可调谐激光器还包括位于所述衬底上的相位区，所述相位区等高且贴合的位于所述增益区和分布式布拉格反射区之间；

所述相位区为双台脊波导结构，包括下台脊波导和上台脊波导；

所述相位区的下台脊波导自下而上依次包括光斑放大层、间隔层和有源层；所述相位区的上台脊波导自下而上包括包层和盖层；

其中，所述相位区的上台脊波导为直波导，所述直波导的宽度在长度方向上不变；

其中，所述增益区、相位区、分布式布拉格反射区的光斑放大层为稀释波导层，所述稀释波导层采用60nm厚的InGaAsP层和300nm厚的InP层交替生长3～5个周期。

2.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，在所述盖层的增益区、相位区和分布式布拉格反射区之间分别具有电隔离沟，用于各区间的电隔离。

3.根据权利要求2所述的可调谐激光器，其特征在于，所述可调谐激光器还包括正面电极和背面电极，所述正面电极形成于所述增益区、相位区、分布式布拉格反射区的盖层上；所述背面电极形成于所述衬底的背面。

4.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，所述分布式布拉格反射区和相位区的有源层采用P离子诱导的量子阱混杂方法形成。

5.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，所述分布式布拉格反射区的侧壁光栅波导的宽度在长度方向上周期性变化。

6.一种可调谐激光器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在衬底上依次外延生长光斑放大层、间隔层、有源层、包层和盖层；其中，所述光斑放大层为稀释波导层，采用60nm厚的InGaAsP层和300nm厚的InP层交替生长3～5个周期；

步骤2：将包层和盖层制作为上台脊波导，包括增益区的楔形波导和分布式布拉格反射区的侧壁光栅波导；其中，所述将包层和盖层制作为上台脊波导，还包括相位区的直波导；其中，所述楔形波导的宽度沿远离分布式布拉格反射区的方向上逐渐缩小；其中，所述直波导的宽度在长度方向上不变；

步骤3：将有源层、间隔层和光斑放大层制作为增益区和分布式布拉格反射区的下台脊波导。

7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，

所述步骤3之后，还包括步骤4和步骤5：

步骤4：在所述盖层上制作正面电极；

步骤5：在衬底背面制作背面电极。

8.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，

所述步骤1包括如下子步骤：

子步骤1.1：在衬底上依次外延生长光斑放大层、间隔层、有源层和牺牲层；

子步骤1.2：向相位区和分布式布拉格反射区的牺牲层上注入P离子；

子步骤1.3：快速退火处理；

子步骤1.4：采用湿法腐蚀去除牺牲层；

子步骤1.5：依次外延生长包层和盖层；

在进行步骤1之后、步骤2之前，还包括在盖层上制作电隔离沟，并向电隔离沟内注入He离子的步骤；

所述步骤2中，采用感应耦合等离子体刻蚀，在所述包层和盖层上形成上台脊波导；

其中，刻蚀气氛为CH₄/H₂/O₂，所述有源层的材料为InGaAlAs，所述有源层作为干法刻蚀上台脊波导的刻蚀停止层。

9.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述有源层、间隔层和光斑放大层被制作为相位区的下台脊波导。