專利名稱：一種用半波耦合環(huán)形諧振腔選模的半導(dǎo)體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光器，尤其涉及一種用半波耦合環(huán)形諧振腔選模的半導(dǎo)體激光器。
背景技術(shù)：
環(huán)形諧振腔結(jié)構(gòu)緊湊，具有尖銳的濾波峰，并且不需要外加的反射鏡或者光柵反 射器等反饋結(jié)構(gòu)，因此一經(jīng)提出在有源和無源集成光電子器件領(lǐng)域都得到了相當(dāng)高的關(guān) 注，在波分復(fù)用、光開關(guān)、光路由、光調(diào)制、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換、半導(dǎo)體激光器等方面有廣泛應(yīng)用。而環(huán) 形諧振腔耦合半導(dǎo)體激光器由于其體積小，并且不需要解離面作為反射鏡，從而成為了光 子集成電路中理想的光源。環(huán)形諧振腔耦合半導(dǎo)體激光器特有的行波工作方式使它不但可 以避免激光腔內(nèi)的空間燒孔效應(yīng)，而且對(duì)外界反饋不敏感，從而保持穩(wěn)定單模工作。傳統(tǒng)的單個(gè)環(huán)形諧振腔耦合半導(dǎo)體激光器如圖1所示，這類器件利用環(huán)形諧振腔 尖銳的洛侖茲濾波特性來提高激光器的邊模抑制比，線寬和啁啾特性。單環(huán)耦合的半導(dǎo)體 激光器為了維持單模工作，通常需要把環(huán)形諧振腔的彎曲半徑做的比較小來擴(kuò)大環(huán)形諧 振腔的自由光譜范圍(FSR)，如Seoijin Park等人在他們的文章“Single-Mode Lasing Operation Using a Microring Resonator as affavelength Selector，，，IEEE J. Quantum Electron, Vol. 38，pp270 273，2002中制作了直徑為5 20 y m的環(huán)形諧振器，其最大自 由光譜范圍為42nm，以足夠大的自由光譜范圍來保證激光器的單模工作。但小的彎曲半徑 也會(huì)引入較大的波導(dǎo)彎曲損耗，與此同時(shí)，小直徑環(huán)形諧振腔的耦合器的設(shè)計(jì)與制作也有 很大的困難，通常需要使用電子束光刻技術(shù)來制作相應(yīng)耦合比的方向耦合器。因此，單環(huán)半 導(dǎo)體激光器的制作成本比較高，在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化中通常不使用。最近，雙環(huán)諧振腔耦合的半導(dǎo)體激光器受到很多的關(guān)注，如T. Segawa 等人 在他 們 的 文 章"Full C-Band Tuning Operation of Semiconductor Doub1e-RingResonator-Coupled Laser With Low Tuning Current，，IEEE Photon. Tech. Lett.，Vol. 19，pp. 1322 1324,2007中利用兩個(gè)互相耦合的無源環(huán)形諧振腔的游標(biāo)效應(yīng) 來實(shí)現(xiàn)激光器的選模，并在50nm的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了無跳模調(diào)諧。雙環(huán)諧振腔耦合的方式使對(duì) 環(huán)形諧振腔半徑的限制大大放寬，雙環(huán)的游標(biāo)效應(yīng)還能增加激光器的邊模抑制比，并能進(jìn) 一步利用游標(biāo)效應(yīng)擴(kuò)大激光器的調(diào)諧范圍。但是，雙環(huán)諧振腔耦合半導(dǎo)體激光器的工作需 要在兩個(gè)環(huán)形諧振腔上分別加電極以保證兩個(gè)環(huán)形諧振腔濾波峰的對(duì)準(zhǔn)，并且雙環(huán)在激光 器調(diào)諧控制時(shí)需要更為復(fù)雜的電流控制操作。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用半波耦合環(huán)形諧振腔選模的 半導(dǎo)體激光器。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明至少包括有源或無源的環(huán)形諧振腔、內(nèi)部帶有增益區(qū)的有源諧振腔和耦合器；所述耦合器為n相位四端口耦合器包含四個(gè)端口，分別是第一端口，第二端口，第三端口和第四端口，其中第一端口和第二端口與有源諧振腔相連，第三端口第四端口與環(huán)形諧 振腔相連。所述環(huán)形諧振腔中還設(shè)有折射率能改變的第一調(diào)諧區(qū)。所述Ji相位四端口耦合器與有源諧振腔的第一端口或第二端口外側(cè)設(shè)有折射率 能獨(dú)立改變或與第一調(diào)諧區(qū)同步改變的第二調(diào)諧區(qū)。所述第一調(diào)諧區(qū)和第二調(diào)諧區(qū)通過同一個(gè)電極正向注入電流或施加反向電壓，并 且第一調(diào)諧區(qū)的光程占環(huán)形諧振腔的總光程的比例和第二調(diào)諧區(qū)的光程占有源諧振腔的 總光程的比例相等。所述內(nèi)部帶有增益區(qū)的有源諧振腔是環(huán)形諧振腔。所述的Ji相位四端口耦合器由三根由上而下等間距排列的波導(dǎo)構(gòu)成。本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是本發(fā)明只需要單個(gè)環(huán)形諧振腔配合一個(gè)有源諧振腔以及一個(gè)Ji相位四端口耦合 器實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器的單模工作，并且環(huán)形諧振腔的直徑大小不受限制，簡(jiǎn)化了制作工藝， ^相位四端口耦合器的制作工藝也相對(duì)簡(jiǎn)單。此外，在作為可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器應(yīng)用時(shí)，單 個(gè)環(huán)形諧振腔的半導(dǎo)體激光器在可調(diào)諧的應(yīng)用中能夠簡(jiǎn)化調(diào)諧的控制。


圖1為本發(fā)明第一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為普通Ji /2相位耦合環(huán)形半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為普通Ji /2相位耦合單環(huán)半導(dǎo)體激光器和Ji相位耦合單環(huán)半導(dǎo)體激光器的 中起濾波作用的無源環(huán)形諧振腔透射系數(shù)對(duì)比圖；圖4為相同耦合系數(shù)下普通Ji /2相位耦合單環(huán)半導(dǎo)體激光器和Ji相位耦合單環(huán) 半導(dǎo)體激光器的閾值增益差的對(duì)比圖；圖5為本發(fā)明第二種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明第三種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為Ji相位耦合環(huán)形諧振腔與有源諧振腔兩套諧振頻率位置關(guān)系的示意圖以 及激光工作物質(zhì)的增益光譜曲線；圖8為圖5中所示的工作方式下激光器波長(zhǎng)數(shù)字式調(diào)諧的效果圖；圖9為本發(fā)明第四種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明第四種實(shí)施方式下激光器無跳模調(diào)諧的效果圖；圖11為本發(fā)明第五種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本發(fā)明Ji相位耦合器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖2是本發(fā)明用半波耦合環(huán)形諧振腔選模的半導(dǎo)體激光器的第一個(gè)實(shí)施方案。本 發(fā)明至少包括有源或無源的環(huán)形諧振1、內(nèi)部帶有增益區(qū)的有源諧振2和耦合器；所述耦 合器為n相位四端口耦合3包含四個(gè)端口，分別是第一端口 31，第二端口 32，第三端口 33和第四端口 34，其中第一端口 31和第二端口 32與有源諧振腔2相連，第三端口 33第四端 口 34與環(huán)形諧振腔1相連；所述內(nèi)部帶有增益區(qū)的有源諧振腔2是環(huán)形諧振腔或者法布 里-珀羅諧振腔。所述n相位四端口耦合器是帶有損耗的，損耗和第一端口和第三端口的 輸入光強(qiáng)及相位相關(guān)。在環(huán)形諧振腔的諧振波長(zhǎng)上，從第一端口進(jìn)入的光和第三端口入射 的光在第二端口相干加強(qiáng)，耦合器的損耗由于相干作用而抵消，使得諧振波長(zhǎng)的光能夠以 較低損耗從第一端口通過到第二端口。環(huán)形諧振腔和n相位四端口耦合器共同對(duì)有源諧 振腔中的多個(gè)縱模產(chǎn)生選擇性，使得激光器在環(huán)形諧振腔的諧振波長(zhǎng)或其附近單模激射。該激光器的有源諧振腔2包括一段增益波導(dǎo)和第一反射鏡22和第二反射鏡23兩 個(gè)反射鏡，整個(gè)激光器可以看作一個(gè)腔內(nèi)放置了環(huán)形諧振腔的以第一反射鏡22和第二反 射鏡23作為反射鏡的法布里_珀羅(FP)腔。無源環(huán)形諧振腔1通過一個(gè)Ji相位四端口 耦合器3與有源諧振腔2發(fā)生能量耦合。這里ji相位四端口耦合器3采用的是耦合相位 為n的對(duì)稱耦合器。當(dāng)有源諧振腔2中傳播的光到達(dá)Ji相位四端口耦合器3時(shí)，會(huì)有一小部分光耦合 到無源環(huán)形諧振腔1里，并在里面發(fā)生諧振，當(dāng)無源環(huán)形諧振腔1的光程(光程為無源環(huán)形 諧振腔1的幾何長(zhǎng)度乘以其折射率)滿足光波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，該波長(zhǎng)稱為無源環(huán)形諧振腔 1的諧振波長(zhǎng)。n相位四端口耦合器3是帶損耗的，當(dāng)輸入端(如第一端口 31和第三端口 33)輸入的光波的相位差為Ji且振幅相等時(shí)，該耦合器能無損耗工作，而當(dāng)輸入端相位差 非n時(shí)，該耦合器將有能量損耗。因此，只有無源環(huán)形諧振腔1的諧振波長(zhǎng)上的光能無損 耗地通過Ji相位四端口耦合器3耦合回有源諧振腔2中。所以，只有滿足無源環(huán)形諧振腔 1和有源諧振腔2的諧振條件的波長(zhǎng)，才能在該激光器中激射。在這里，無源環(huán)形諧振腔1和Ji相位四端口耦合器3共同起到了一個(gè)激光腔內(nèi)濾 波器的作用，無源環(huán)形諧振腔1和n相位四端口耦合器3的濾波作用以第一端口 31到第 二端口 32的透射系數(shù)t來描述。并且，由于該結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，第一端口 31到第二端口 32 與第二端口 32到第一端口 31的透射系數(shù)是相同的
<formula>formula see original document page 5</formula>
其中，c表示從第一端口 31到第二端口 32的耦合系數(shù)，c’表示從第一端口 31到 第四端口 34的耦合系數(shù)，n^!表示環(huán)形諧振腔的折射率和長(zhǎng)度，k0是光在真空中的波數(shù)。 由(1)可得到半半導(dǎo)體激光器的諧振條件
<formula>formula see original document page 5</formula>(2)其中，r” r2是第一反射鏡22和第二反射鏡23的反射系數(shù)，n2是有源諧振腔2的 折射率，L2是有源諧振腔2的長(zhǎng)度，gth是其閾值增益系數(shù)，k0是光在真空中的波數(shù)。普通的單個(gè)無源環(huán)形諧振腔激光器所帶的耦合器為Ji /2相位耦合器，當(dāng)它工作 在如圖1的狀態(tài)時(shí)，由于n/2相位耦合器對(duì)任何輸入相位差都是無能量損耗的，任何波長(zhǎng) 的光最終都能通過n /2相位耦合器耦合回有源諧振腔，這種情況下，無源環(huán)形諧振腔在該 激光器中沒有起到任何波長(zhǎng)選擇作用，整個(gè)激光器相當(dāng)于一個(gè)FP腔激光器。所以，普通的 ^ /2相位耦合單環(huán)半導(dǎo)體激光器需要工作在如圖2所示的方式下，它由無源環(huán)形諧振腔1，有源諧振腔2，第一 Ji/2相位耦合器4和第二 Ji/2相位耦合器5，第一反射鏡22第二反射 鏡23，以及第一吸收波導(dǎo)6和第二吸收波導(dǎo)7組成。當(dāng)有源諧振腔2中向右傳播的光到達(dá) 波導(dǎo)與無源環(huán)形諧振腔1耦合的區(qū)域時(shí)，會(huì)有一小部分光耦合到無源環(huán)形諧振腔1里，并在 里面發(fā)生諧振，滿足無源環(huán)形諧振腔1諧振波長(zhǎng)的光才能被從環(huán)形諧振腔1中耦合回有源 諧振腔2中，向左繼續(xù)傳播，而不滿足無源環(huán)形諧振腔1諧振條件的大部分光能量將會(huì)從第 一 n/2相位耦合器4的42端口耦合到第一吸收波導(dǎo)6中被吸收，無法再回到激光器中。同 理，從有源諧振腔2向右傳播的光波的波長(zhǎng)也必須滿足無源環(huán)形諧振腔1的諧振條件才能 在激光器中傳播，與諧振波長(zhǎng)偏離得越遠(yuǎn)的光波，則通過無源環(huán)形諧振腔1的時(shí)候損耗越 大。在普通ji /2相位耦合單環(huán)半導(dǎo)體激光器中，無源環(huán)形諧振腔1單獨(dú)起到了激光腔 內(nèi)濾波器的作用。類似地，我們用有源諧振腔2中光波通過無源環(huán)形諧振腔1的透射系數(shù) t’來描述無源環(huán)形諧振腔1在該結(jié)構(gòu)中的濾波作用，由于結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，無源環(huán)形諧振腔 內(nèi)順時(shí)針和逆時(shí)針傳播的光的透射系數(shù)是相同的
<formula>formula see original document page 6</formula>其中，c為第一 Ji /2相位耦合器4中由41到42的耦合系數(shù)，c，為41到44的耦 合系數(shù)，n^!表示無源環(huán)形諧振腔1的折射率和長(zhǎng)度，Ln為無源環(huán)形諧振腔一半的腔長(zhǎng)，k0
是光在真空中的波數(shù)。由此可得到該激光器的諧振條件
<formula>formula see original document page 6</formula>(4)其中，ri，r2是第一和第二反射鏡22，23的反射系數(shù)，n2是有源諧振腔2的折射率， L2是有源諧振腔2的長(zhǎng)度，gth是其閾值增益系數(shù)，k0是光在真空中的波數(shù)。如圖3是普通Ji /2相位耦合單環(huán)半導(dǎo)體激光器和Ji相位耦合單環(huán)半導(dǎo)體激光器 的中起濾波作用的無源環(huán)形諧振腔1透射率的對(duì)比。這里設(shè)耦合器的直通耦合系數(shù)c = 0. 8，兩種情況下環(huán)形諧振腔長(zhǎng)度相等，均為414 u m，有源諧振腔長(zhǎng)372. 7 u m無源環(huán)形諧振 腔波導(dǎo)折射率n = 3. 215，激光器工作在1550nm?？梢钥吹?，在遠(yuǎn)離環(huán)形諧振腔諧振波長(zhǎng)的 區(qū)域，ji相位耦合器結(jié)合環(huán)形諧振腔的濾波性能低于普通Ji/2相位耦合環(huán)形諧振腔，而在 靠近環(huán)形諧振腔諧振波長(zhǎng)的區(qū)域(見圖3中的細(xì)節(jié)圖)ji相位耦合器結(jié)合環(huán)形諧振腔的濾 波性能優(yōu)于普通n/2相位耦合環(huán)形諧振腔。激光器諧振波長(zhǎng)附近的濾波性能的提高能大 大提高激光器的邊模抑制比(SMSR)。由此可見，作為半導(dǎo)體激光器的腔內(nèi)濾波器，Ji相位 耦合器結(jié)合環(huán)形諧振腔優(yōu)于普通n /2相位耦合環(huán)形諧振腔。通過分析閾值方程⑵、⑷可以得到Ji相位耦合環(huán)形諧振腔激光器與n /2相位 耦合環(huán)形諧振腔激光器的模式選擇特性的優(yōu)劣。我們通過分析閾值增益最低模式與次低模 式之間的閾值增益差來對(duì)比兩種激光器選模特性。圖4給出了在不同的耦合系數(shù)c下，Ji 相位耦合環(huán)形諧振腔激光器與n/2相位耦合環(huán)形諧振腔激光器的閾值增益差?？梢钥吹剑?在耦合系數(shù)從0到0.88的區(qū)域內(nèi)，ji相位耦合環(huán)形諧振腔激光器的閾值增益差都比Ji/2 相位耦合環(huán)形諧振腔激光器要大。由此可見，Ji相位耦合環(huán)形諧振腔激光器的耦合器設(shè)計(jì)容差比n/2相位耦合環(huán)形諧振腔激光器要大，并且，當(dāng)耦合系數(shù)在0到0.88的區(qū)域內(nèi)，相同耦合系數(shù)下，Ji相位耦 合環(huán)形諧振腔激光器的閾值增益差要比n/2相位耦合環(huán)形諧振腔激光器大得多，從而激 光器的邊模抑制比將會(huì)得到明顯提高，達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的水平。圖5是本發(fā)明用半波耦合環(huán)形諧振腔選模的半導(dǎo)體激光器的第二種實(shí)施方案。所 述環(huán)形諧振腔1中還設(shè)有折射率能改變的第一調(diào)諧區(qū)11。激光器由無源環(huán)形諧振腔1，有 源諧振腔2，第一反射鏡22，第二反射鏡23，以及ji相位耦合器3組成，無源環(huán)形諧振腔1 內(nèi)包含一段折射率可變的第一折射率調(diào)諧區(qū)11，通過改變電極的注入電流或者偏置電壓可 以改變第一折射率調(diào)諧區(qū)11的折射率。單獨(dú)改變其折射率，就可以通過兩個(gè)諧振腔之間的 游標(biāo)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)激光器工作波長(zhǎng)的數(shù)字式調(diào)諧。圖7給出了半導(dǎo)體激光器數(shù)字式調(diào)諧工作的 示意圖，當(dāng)兩個(gè)諧振腔的長(zhǎng)度比較接近時(shí)，它們的腔縱模間隔有極小的差別，分別是Af和 A f ’。兩個(gè)諧振腔互相重合的諧振峰之間的間隔為整個(gè)激光器的自由光譜范圍A f。。因此， 通過適當(dāng)?shù)剡x擇腔長(zhǎng)參數(shù)，能保證在材料的增益范圍內(nèi)只有一個(gè)互相重合的諧振頻率增益 最大而激發(fā)。圖8為所述激光器數(shù)字式調(diào)諧的效果圖，當(dāng)無源諧振腔1中有一段20 y m的 波導(dǎo)折射率發(fā)生改變時(shí)無源環(huán)形諧振腔1的諧振頻率整體發(fā)生平移，使重合的頻率在各個(gè) 縱模之間切換。圖6是本發(fā)明用半波耦合環(huán)形諧振腔選模的半導(dǎo)體激光器的第三種實(shí)施方案。所 述n相位四端口耦合器3與有源諧振腔2的第一端口 31或第二端口 32外側(cè)設(shè)有折射率 能獨(dú)立改變或與第一調(diào)諧區(qū)11同步改變的第二調(diào)諧區(qū)21。與第二種實(shí)施方式不同之處在 于，有源諧振腔2也包含一個(gè)折射率能改變的區(qū)域，稱為第二折射率調(diào)諧區(qū)21。單獨(dú)改變其 折射率，就可以通過兩個(gè)諧振腔之間的游標(biāo)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)激光器工作波長(zhǎng)的數(shù)字式調(diào)諧。此外， 通過同步的改變第一折射率調(diào)諧區(qū)11和第二折射率調(diào)諧區(qū)21的折射率，可以實(shí)現(xiàn)激光器 輸出頻率的連續(xù)調(diào)諧。圖9是本發(fā)明用半波耦合環(huán)形諧振腔選模的半導(dǎo)體激光器的第四種實(shí)施方案。所 述第一調(diào)諧區(qū)11和第二調(diào)諧區(qū)21通過同一個(gè)電極正向注入電流或施加反向電壓，并且第 一調(diào)諧區(qū)11的光程占環(huán)形諧振腔1的總光程的比例和第二調(diào)諧區(qū)21的光程占有源諧振腔 2的總光程的比例相等。該實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式三的區(qū)別在于第一調(diào)諧區(qū)11和第二 調(diào)諧區(qū)21使用同一個(gè)電極20注入電流或者加電壓偏置，并且第二調(diào)諧區(qū)21的光程占有源 諧振腔2的比例等于第一調(diào)諧區(qū)11占無源環(huán)形諧振腔1的光程比例，當(dāng)電極20注入電流 或者偏置電壓改變時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)激光器波長(zhǎng)的無跳模調(diào)諧。無源環(huán)形諧振腔1的諧振條件為
nL!l + n^ = mXri(5)有源諧振腔2的諧振條件為
2(nL2l + n2L22) = mA^(6)其中，Ln和L21分別是調(diào)諧區(qū)11和21的幾何長(zhǎng)度，L12為無源環(huán)形諧振腔1除去 調(diào)諧去11后剩余的長(zhǎng)度，L22為有源諧振腔2除去調(diào)諧去21后剩余的長(zhǎng)度，n為調(diào)諧區(qū)波導(dǎo) 折射率，ni，n2為無源環(huán)形諧振腔1和有源諧振腔2波導(dǎo)折射率，m為諧振級(jí)次，X 和入 分別是無源環(huán)形諧振腔1和有源諧振腔2的諧振波長(zhǎng)。
7
對(duì)(5)、(6)求微分得到兩個(gè)諧振腔的諧振波長(zhǎng)隨折射率n的變化率 <formula>formula see original document page 8</formula>(7)為了得到無跳模波長(zhǎng)調(diào)諧的效果，兩波長(zhǎng)的變化率必須保持同步即(7)中兩式相 等，得到 <formula>formula see original document page 8</formula>( 8)滿足上述無跳模調(diào)諧的條件，就能利用一個(gè)電極實(shí)現(xiàn)激光器無跳模調(diào)諧，如圖10。圖11是本發(fā)明的用半波耦合環(huán)形諧振腔選模的半導(dǎo)體激光器的第五種實(shí)施方 案。所述內(nèi)部帶有增益區(qū)的有源諧振腔2是環(huán)形諧振腔。激光器由無源環(huán)形諧振腔1，有源 環(huán)形諧振腔7，ji相位耦合器3，JI /2相位耦合器4以及輸出波導(dǎo)8組成。圖12是本發(fā)明的用半波耦合環(huán)形諧振腔選模的半導(dǎo)體激光器的Ji相位耦合器3的一個(gè)實(shí)例，該n相位耦合器由3根并排排列中間有一定間距的的波導(dǎo)構(gòu)成，通過選取不 同的波導(dǎo)長(zhǎng)度，即可獲得不同的耦合比，耦合器的31、32端口與外側(cè)波導(dǎo)101連接，耦合器 的33、34端口與外側(cè)波導(dǎo)102連接。
權(quán)利要求
一種用半波耦合環(huán)形諧振腔選模的半導(dǎo)體激光器，至少包括有源或無源的環(huán)形諧振腔(1)、內(nèi)部帶有增益區(qū)的有源諧振腔(2)和耦合器；其特征在于所述耦合器為π相位四端口耦合器(3)包含四個(gè)端口，分別是第一端口(31)，第二端口(32)，第三端口(33)和第四端口(34)，其中第一端口(31)和第二端口(32)與有源諧振腔(2)相連，第三端口(33)第四端口(34)與環(huán)形諧振腔(1)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用半波耦合環(huán)形諧振腔選模的半導(dǎo)體激光器，其特征在 于所述環(huán)形諧振腔(1)中還設(shè)有折射率能改變的第一調(diào)諧區(qū)(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用半波耦合環(huán)形諧振腔選模的半導(dǎo)體激光器，其特征在 于所述n相位四端口耦合器(3)與有源諧振腔(2)的第一端口(31)或第二端口(32)外 側(cè)設(shè)有折射率能獨(dú)立改變或與第一調(diào)諧區(qū)(11)同步改變的第二調(diào)諧區(qū)(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述一種用半波耦合環(huán)形諧振腔選模的半導(dǎo)體激光器，其特征 在于所述第一調(diào)諧區(qū)(11)和第二調(diào)諧區(qū)(21)通過同一個(gè)電極正向注入電流或施加反向 電壓，并且第一調(diào)諧區(qū)(11)的光程占環(huán)形諧振腔⑴的總光程的比例和第二調(diào)諧區(qū)(21) 的光程占有源諧振腔⑵的總光程的比例相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用半波耦合環(huán)形諧振腔選模的半導(dǎo)體激光器，其特征在 于所述內(nèi)部帶有增益區(qū)的有源諧振腔(2)是環(huán)形諧振腔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用半波耦合環(huán)形諧振腔選模的半導(dǎo)體激光器，所述的n相 位四端口耦合器(3)由三根由上而下等間距排列的波導(dǎo)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用半波耦合環(huán)形諧振腔選模的半導(dǎo)體激光器。至少包括有源或無源的環(huán)形諧振腔、內(nèi)部帶有增益區(qū)的有源諧振腔和耦合器；所述耦合器為π相位四端口耦合器包含四個(gè)端口，其中第一端口和第二端口與有源諧振腔相連，第三端口第四端口與環(huán)形諧振腔相連。本發(fā)明只需要單個(gè)環(huán)形諧振腔配合一個(gè)有源諧振腔以及一個(gè)π相位四端口耦合器實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器的單模工作，并且環(huán)形諧振腔的直徑大小不受限制，簡(jiǎn)化了制作工藝，π相位四端口耦合器的制作工藝也相對(duì)簡(jiǎn)單。此外，在作為可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器應(yīng)用時(shí)，單個(gè)環(huán)形諧振腔的半導(dǎo)體激光器在可調(diào)諧的應(yīng)用中能夠簡(jiǎn)化調(diào)諧的控制。
文檔編號(hào)H01S5/10GK101800397SQ20101014374
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者何建軍, 王磊, 虞婷婷 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)