[发明专利]一种采用可吸收光栅的抗反射激光器

说明书

本发明公开一种采用可吸收光栅的抗反射激光器，主要由缓冲层、下层分别限制异质结、有源区、上层分别限制异质结、盖层、接触层、P面金属电极、N面金属电极、高反射膜、增透膜和衍射光栅层组成。衍射光栅层采用双层结构，使得衍射光栅层在具备对激光器光谱的选择特性的同时，能够对于反射光存在一定的吸收作用，以降低对激光器腔内原谐振光的干扰，提高激光器调制带宽的稳定性和降低调制的误码率。此外，衍射光栅层采用部分光栅结构与完整光栅结构相比，通过缩短整个光栅长度来达到增加光栅层的高度的目的，从而能够为衍射光栅层特别是激光吸收层提供足够的高度空间，以达到进一步有效增强反射光吸收效果的目的。

技术领域

本发明涉及半导体激光器技术领域，具体涉及一种采用可吸收光栅的抗反射激光器。

背景技术

近年来随着高速光通信需求的发展，需要更大容量的长距离信息传输用的半导体激光器。考虑到从激光器出光端面出射的光在经过聚焦透镜耦合进光纤过程中，会有一部分光沿着原光路反射回激光器腔内对正常谐振光产生干扰，这不仅降低了激光器的调制带宽，而且增加了光芯片的误码率，因此常在激光器出光端面与光纤头中间加入光隔离器。光隔离器的作用是在光通路中防止光反射回光源，即只允许光单向传输的无源器件，要求光隔离器对于正向入射光有低的插入损耗，对于反向反射光有大的隔离度。虽然隔离器的加入提高了光模块的稳定性，但同时也增加了模块的封装成本，并且降低了模块内部的紧凑性。如果能在半导体激光器本身进行新结构设计以降低反射光干扰，将有利于提高光模块的紧凑性，且降低光模块的综合封装成本。

发明内容

本发明所要解决的是现有半导体激光器需要使用光隔离器来防止光反射回光源，从而造成封装成本增加和紧凑性降低的问题，提供一种采用可吸收光栅的抗反射激光器。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种采用可吸收光栅的抗反射激光器，主要由缓冲层、下层分别限制异质结、有源区、上层分别限制异质结、盖层、接触层、P面金属电极、N面金属电极、高反射膜和增透膜组成。其中缓冲层、下层分别限制异质结、有源区、上层分别限制异质结、盖层和接触层自下而上纵向叠置形成晶圆主体。高反射膜位于晶圆主体的背光端面，增透膜位于晶圆主体的出光端面。P面金属电极位于晶圆主体的上表面，N面金属电极位于晶圆主体的下表面。其不同之处是，还进一步增设有衍射光栅层。衍射光栅层由多个相同的光栅体横向周期性排列形成。每个光栅体均为类梯形，并由激光衍射层和激光吸收层叠置而成，即激光衍射层位于光栅体的下层，而激光吸收层位于光栅体的上层，或者激光衍射层位于光栅体的上层，而激光吸收层位于光栅体的下层。激光衍射层的带隙波长小于激光器的激射波长，激光吸收层的带隙波长大于激光器的激射波长。衍射光栅层位于盖层的下部，且其下表面与上层分别限制异质结的上表面相贴。或者衍射光栅层位于缓冲层的上部，并其上表面与下层分别限制异质结的下表面相贴。

上述方案中，激光衍射层由InGaAsP材料制成，激光吸收层由InGaAsP材料或InGaAs材料制成。

上述方案中，激光衍射层和激光吸收层为晶格匹配材料或应力的范围为±3000ppm的微应变材料。

上述方案中，衍射光栅层的占空比介于3/10～3/5之间。

上述方案中，衍射光栅层为一阶衍射光栅或二阶衍射光栅。

上述方案中，衍射光栅层的长度小于晶圆主体的长度。

上述方案中，衍射光栅层的长度与晶圆主体的长度的比值介于3/10～7/10之间。

上述方案中，衍射光栅层位于晶圆主体的出光端面，且其侧面与增透膜相贴。

上述方案中，光栅体靠近下层分别限制异质结的下表面或上层分别限制异质结的上表面。

上述方案中，衍射光栅层的高度也即光栅体的高度为10nm～70nm。