[发明专利]实现电光锁存功能的半导体激光器、信息加载/锁存方法

说明书

本发明公开了一种实现电光锁存功能的半导体激光器、信息加载/锁存方法，属于半导体器件领域，包括：器件区和隔离区，器件区包括第一分布反馈激光器和第二分布反馈激光器，第一分布反馈激光器和第二分布反馈激光器构成谐振腔，每个分步反馈激光器包括电极、光栅层、有源区，有源区为多量子阱结构；激光器的PI曲线显示出迟滞现象：注入电流由小到大和由大到小时光功率跳变点不一致，两个跳变点中间电流的输出光状态与之前状态有关，若减小输入信号幅值，可实现激光器输出状态的暂时锁存，即此激光器可作为电光锁存器使用，也可实现信息处理从电到光转化过程中信息的暂时缓存，且制作工艺简单。

技术领域

本发明属于半导体器件领域，更具体地，涉及一种实现电光锁存功能的半导体激光器、信息加载/锁存方法。

背景技术

半导体激光器可将电信号转换为光信号，提高运算速度，是电光转换的重要器件，特别是其中的直调式激光器，具有成本低、体积小、可批量生产等优势，已经得到广泛应用。随着对计算处理速度提出越来越高的要求，信息处理朝着光转换方向发展，但现有的电光转换用的激光器只能实现信息加载，即输出随着输入的改变而改变，其他的在数电信息处理领域能够实现的类似锁存、触发的逻辑功能暂时无法实现，若想实现上述功能，需在电信号接入激光器之前经过处理，影响运算速度的同时增加了成本。因此，实现半导体电光转换器件的锁存等逻辑功能是研究的重点及难点，目前也鲜有研究，具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种实现电光锁存功能的半导体激光器、信息加载/锁存方法，非线性的PI曲线展示的迟滞现象可作为锁存器使用，减小驱动信号幅值即可锁存激光器的出光状态，实现相应逻辑运算。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种实现电光锁存功能的半导体激光器，包括器件区和隔离区，所述器件区包括两个分布反馈激光器DFB，每个分布反馈激光器区从上至下包括电极、光栅层、有源区，所述有源区为多量子阱结构；所述隔离区主要实现电隔离功能，实现两个DFB分别加电。

更进一步地，注入电流I₁由第一分布反馈激光器的电极注入第一分布反馈激光器中，负责驱动第一分布反馈激光器发光，产生的光在第一分布反馈激光器和第二分布反馈激光器构成的激光腔中来回传输、谐振放大后，由第二分部反馈激光器增透膜面输出；注入电流I₂注入到第二分布反馈激光器中保持不变，主要负责调整激光腔内出书光的相位。得到输出功率与注入电流I₁的关系的PI曲线。

更进一步地，所述激光器的PI曲线具有迟滞现象：保持I₂固定，注入电流I₁从小到大变化时的光功率跳变点I_a比从大到小变化时的光功率跳变点I_b大，当注入电流处在I_a与I_b之间时，激光器是否出光与前一时间出光状态有关，若前一状态是出光状态，就出光，反之就不出光。

按照本发明的另一方面，提供了一种基于本发明第一方面所述的半导体激光器的信息加载方法，将激光器的静态特性用来做电光锁存器应用：保持I₂固定，注入电流I₁偏置在I_a与I_b中间，驱动信号的幅值大于因此可正常加载信息，输出光状态随着输入信号变化而变化。

按照本发明的又一方面，提供了一种基于本发明第一方面所述的半导体激光器的信息锁存方法，如果想暂时锁存激光器某个时间段的状态，只需在这个时间点减小驱动信号幅值，激光器会随之保持这个出光或不出光状态不变，直到驱动信号幅值再次大于正常调制。