[发明专利]调谐激光器芯片

说明书

一种调谐激光器芯片，包括：后向光栅区(1)、第一增益区(2)、微环谐振腔(c)及前向光栅区(5)；所述微环谐振腔(c)包括依次环形连接的第二增益区(3)、第一多模干涉波导(6)、调相区(4)及第二多模干涉波导(7)；所述后向光栅区(1)连接至所述第一增益区(2)，所述第一增益区(2)连接至所述第一多模干涉波导(6)，所述前向光栅区(5)连接至所述第二多模干涉波导(7)；其中，所述后向光栅区(1)与所述前向光栅区(5)构成布拉格反射谐振腔，所述第二增益区(3)与所述调相区(4)构成增益谐振腔。该激光器芯片可以实现对L波段光谱的精细调谐及宽范围调谐并避免跳模。

技术领域

本公开涉及光电子芯片领域，尤其涉及一种调谐激光器芯片。

背景技术

半导体激光器因具有高相干性、低频噪声、高频率稳定性以及宽波长调谐潜能，成为了超高速光通信、远距离空间激光通信、超高分辨率激光雷达和光学传感等领域的核心器件。在100Gbps和超100Gbps高速光通信系统中，数据负载的激增推动了16-QAM、64-QAM等高阶正交幅度调制方案的使用，其对相位噪声容限较低，要求激光器具有全C波段甚至全L波段的可调谐性。

从实际应用出发，波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)传输系统在考虑带宽及容量增加的同时，还需要考虑可调谐光源的限制，而如何实现满足L波段的宽范围的波长扫描光源是近年来困扰科研人员的一大难题，且通信系统中赋予光发射模块的尺寸有限，单个模块实现宽范围调谐以及快速切换面临巨大挑战。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对于现有的技术问题，本公开提出一种调谐激光器芯片，用于至少部分解决上述技术问题之一。

(二)技术方案

本公开实施例一方面提供一种调谐激光器芯片，包括：后向光栅区1、第一增益区2、微环谐振腔c及前向光栅区5；微环谐振腔c包括依次环形连接的第二增益区3、第一多模干涉波导6、调相区4及第二多模干涉波导7；后向光栅区1连接至第一增益区2，第一增益区2连接至第一多模干涉波导6，前向光栅区5连接至第二多模干涉波导7；其中，后向光栅区1与前向光栅区5构成布拉格反射谐振腔，第二增益区3与调相区4构成增益谐振腔。

根据本公开实施例，其中，微环谐振腔c的FSR大于或等于布拉格反射谐振腔光栅阻带宽度的二分之一。

根据本公开实施例，其中，后向光栅区1为布拉格光栅刻蚀波导层，其入光端镀有反射膜。

根据本公开实施例，其中，前向光栅区5为布拉格光栅刻蚀波导层，其出光端镀有增透膜。

根据本公开实施例，其中，后向光栅区1与前向光栅区5存在预设周期差。

根据本公开实施例，其中，第一增益区2具有L波段的增益谱范围。

根据本公开实施例，其中，增益谱波长范围包括1570nm-1610nm。

根据本公开实施例，其中，第二增益区3具有L波段的增益谱范围。

根据本公开实施例，其中，增益谱波长范围包括1570nm-1610nm。

根据本公开实施例，其中，调相区4为无源波导结构。

(三)有益效果

本公开提出的一种调谐激光器芯片，有益效果为：

由于调谐激光器芯片由微环谐振腔结构及双DBR(布拉格反射)光栅结构构成，可以利用双DBR光栅结构的游标效应进行波长选择，同时通过微环谐振腔结构的自由载流子色散效应，并控制电流改变波导折射率，使微环谐振腔透射光谱与纵模发生偏移，进行波长辅助调谐以及相位微调，优化边模抑制比，从而实现对L波段光谱的精细调谐及宽范围调谐并避免跳模。