[发明专利]一种抗背反射高对比度激光器及光纤耦合系统

说明书

本申请公开了一种抗背反射高对比度激光器及光纤耦合系统，其中抗背反射高对比度激光器，包括层叠设置的第一反射器层、发光层，所述发光层上设置有若干发光区，所述发光区的激光光束透过出射层上的出射窗进行出射，所述第一反射器层包括光栅区，所述光栅区包括第一衍射区以及围绕所述第一衍射区设置的第二衍射区，所述出射窗与所述第一衍射区在所述出射层上的正投影存在部分重叠。本申请实施例提供的抗背反射高对比度激光器，通过调整光栅层的结构以及出射窗的位置，可以控制外界干扰光衍射后强度分布，降低芯片发光区域的强度，减小甚至于消除外界光干扰VCSEL本身的光场分布激射，进而VCSEL表面环境光的影响会降低，提升信噪比，提高传输速率和距离。

技术领域

本申请一般涉及光电技术领域，具体涉及一种抗背反射高对比度激光器及光纤耦合系统。

背景技术

垂直腔面发射激光(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser；VCSEL)器具有高速、高集成度、高性价比等优点，在短距离高速并行光互联、以太数据通信网、数据中心等领域发展迅速，是光通信领域的新型光源之一。相比于传统的布拉格反射器(DistributedBragg Reflector；DBR)，(High Contrast Grating；HCG)可以显著降低发散角，从而有利于光耦合效率。

背反射是由光网络中任何接口或者散射中心产生的，背反射能沿光路或者光导传播，且不需要从信号源最接近处发出，当背反射的光信号进入到谐振腔内时，共振条件的变化常引起激光输出很大变化，对激光器产生干扰，降低激光器的信噪比。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种抗背反射高对比度激光器及光纤耦合系统，可以利用高阶衍射减少或者消除光纤(或者其他光学器件)产生的背反射光对VCSEL的干扰，提高信噪比，提升传输速率和距离。

第一方面，一种抗背反射高对比度激光器，包括层叠设置的第一反射器层、发光层，所述发光层上设置有若干发光区，所述发光区的激光光束透过出射层上的出射窗进行出射，所述第一反射器层包括光栅区，所述光栅区包括第一衍射区以及围绕所述第一衍射区设置的第二衍射区，所述出射窗与所述第一衍射区在所述出射层上的正投影存在部分重叠。

进一步地，所述光栅区为周期性阵列排布的多个栅体，所述栅体包括沿阵列方向排布的一个栅条和一个栅槽，所述栅体的栅距等于一个栅体中栅条的宽度加栅槽的宽度，所述周期性阵列排布的栅体中，所述栅体的栅距均相等，位于激光器外部的背反射光源透过所述光栅区在所述出射层上产生明暗相间的衍射条纹。

优选地，所述出射层为氧化层，所述氧化层上设置有未氧化区以及围绕所述未氧化区设置的氧化区，所述未氧化区用于界定所述出射窗。

优选地，所述出射层为所述发光层，所述发光层上设置有未注入区和围绕所述未注入区设置的质子或离子注入区，所述未注入区域用于界定激光出射窗。

进一步地，所述光栅部包括一个第一栅槽及与所述第一栅槽两侧相邻的两个第一栅条。

优选地，位于激光器外部的背反射光源透过所述光栅区在所述出射层上产生的暗纹与所述第一栅槽存在部分重叠，所述出射窗的位置对应暗纹所在区域。

优选地，位于激光器外部的背反射光源透过所述光栅区在所述出射层上产生的中央亮条纹与所述栅槽存在部分重叠，所述出射窗的边界位于相邻两所述中央亮条纹之间。

进一步地，还包括设置在所述发光层背离所述第一反射器层一侧的第二反射器层，所述第一反射器层在背离所述发光层的一侧设置有第一电极，所述第二反射器层在背离所述发光层的一侧设置有第二电极。

第二方面，本申请提供了一种光纤耦合系统，包括如以上任一所述的抗背反射高对比度激光器。

进一步地，还包括棱镜，所述棱镜被配置为接收出射窗射出的激光光束，并通过折射改变激光光束方向并耦合进后续光纤中。