單縱模且波長(zhǎng)可調(diào)諧的多段式fp激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域，更具體地涉及一種單縱模且波長(zhǎng)可調(diào)諧的多段式法布里-珀羅(FP)激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]單縱?？烧{(diào)諧半導(dǎo)體激光器因其體積小，集成度高，光束質(zhì)量好，可大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)，已成為光纖通信網(wǎng)絡(luò)、光信息處理系統(tǒng)、光纖傳感等領(lǐng)域中不可替代的光源。在波分復(fù)用通信系統(tǒng)(WDM)中，波長(zhǎng)可調(diào)諧單縱模激光器可以代替一系列固定波長(zhǎng)的激光器作為傳輸光源，很大程度上降低了光源配置和維護(hù)的復(fù)雜度，從而降低了整個(gè)系統(tǒng)的成本。其次，在氣體探測(cè)領(lǐng)域，可調(diào)諧激光器更容易對(duì)準(zhǔn)氣體吸收峰，從而提高器件的成品率，降低成本。
[0003]目前，人們所研制的單縱模可調(diào)諧激光器主要有外腔激光器和單片集成激光器。其中，外腔激光器通過外部濾波的方法實(shí)現(xiàn)模式選擇和調(diào)諧，主要包括微機(jī)電系統(tǒng)光柵、光纖布拉格光柵以及外部可調(diào)諧濾波器。外腔激光器以其窄線寬、大范圍可調(diào)諧等優(yōu)勢(shì)受到了廣泛的關(guān)注。然而，該類型激光器存在體積較大，不易于集成，調(diào)諧速度較慢等缺點(diǎn)，限制了其在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用。單片集成激光器以其結(jié)構(gòu)緊湊，易于集成的優(yōu)勢(shì)，成為目前人們研究的熱點(diǎn)。該類型激光器通過集成布拉格光柵進(jìn)行選模，包括分布布拉格反射激光器(DBR)，取樣光柵布拉格反射激光器(SGDBR)等。通過優(yōu)化光柵和器件結(jié)構(gòu)，其可以實(shí)現(xiàn)高邊摸抑制比，大范圍可調(diào)諧的激光輸出。然而，該器件通常需要高精度的光柵制作，而且需要多次材料外延，使得工藝較為復(fù)雜，降低了器件的成品率。此外，光柵的引入會(huì)增加內(nèi)部損耗，影響出光功率。
[0004]因此，目前一個(gè)迫切的問題就是:解決單片集成可調(diào)諧激光器由于光柵制作導(dǎo)致的工藝復(fù)雜，成品率降低，影響出光功率等方面的缺點(diǎn)，提出一種不需要光柵制作的，結(jié)構(gòu)新穎簡(jiǎn)單的單縱模可調(diào)諧激光器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服目前單縱?？烧{(diào)諧激光器由于光柵制作導(dǎo)致的工藝復(fù)雜，影響成品率及出光功率等方面的缺點(diǎn)，提出一種基于復(fù)合腔選模機(jī)制的單縱模可調(diào)諧多段式FP激光器。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種單縱模且波長(zhǎng)可調(diào)諧的多段式法布里-珀羅激光器，包括:
[0007]襯底和沿著所述襯底外延方向依次制作的外延層，其中，
[0008]在所述外延層的部分區(qū)域從p型蓋層向下刻蝕至p型接觸層下表面，形成一中間高、兩邊低的脊型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其中所述脊型波導(dǎo)中的P型接觸層上形成有一隔離溝；
[0009]TiAu電極，其制作于所述脊型波導(dǎo)上方，覆蓋整個(gè)凸起脊型波導(dǎo)，所述TiAu電極在所述隔離溝處整體斷開，分為兩段電極；
[0010]下電極，其制作于所述襯底下方。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】，外延層包括:緩沖層、有源層、上限制層、P型蓋層和P型接觸層。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】，緩沖層為InP緩沖層，所述上限制層為InGaAsP上限制層，所述P型蓋層為P型InP蓋層，所述p型接觸層為p型InGaAs接觸層。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】，兩段電極分別對(duì)應(yīng)于有源區(qū)和相區(qū)；所述相區(qū)的帶隙波長(zhǎng)相對(duì)于有源區(qū)藍(lán)移量為80-120nm。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】，有源區(qū)對(duì)應(yīng)的有源層材料是多量子阱材料；所述有源區(qū)的長(zhǎng)度為200微米至2毫米。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】，相區(qū)一端的端面反射率為0.1% -10%。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】，所述相區(qū)一端的端面為有彎曲角度的端面。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】，所述相區(qū)一端的端面鍍覆有增透膜。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】，所述隔離溝中離子注入有He離子。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】，所述隔離溝的寬度為5-50微米。
[0020]基于上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的多段式FP激光器具有如下有益效果:
[0021](1)通過設(shè)置隔離溝，形成FP腔增益區(qū)集成無源相區(qū)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)新穎簡(jiǎn)單的單縱模波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器。無需制作光柵，提高成品率和出光功率，具有結(jié)構(gòu)緊湊，低成本，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)；
[0022](2)通過相區(qū)的帶隙波長(zhǎng)相對(duì)于有源區(qū)藍(lán)移80-120納米，以減小該區(qū)域的光場(chǎng)損耗和實(shí)現(xiàn)有效的相位控制；
[0023](3)通過在隔離溝中離子注入有He離子，實(shí)現(xiàn)高隔離電阻；
[0024](4)通過在相區(qū)一個(gè)端面形成彎曲角度或者鍍覆增透膜，使端面反射率為
0.1% -10%，從而減小端面反射。
【附圖說明】
[0025]為進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體技術(shù)特征，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，其中:
[0026]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的單縱模且波長(zhǎng)可調(diào)諧的多段式FP激光器；
[0027]圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的單縱模且波長(zhǎng)可調(diào)諧的多段式FP激光器。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0029]實(shí)施例一:
[0030]請(qǐng)參閱圖1，為本發(fā)明提出的單縱模且波長(zhǎng)可調(diào)諧的多段式FP激光器，包括:
[0031]—襯底1，該襯底1的材料為硫摻雜η型InP，摻雜濃度約為10lscm3，厚度為400-600 微米。
[0032]— InP緩沖層2，制作于襯底1上方；
[0033]— InGaAsP下限制層3，制作于InP緩沖層2上方，用于構(gòu)成垂直方向(圖中x方向)的光子和載流子限制，厚度為50-300納米；
[0034]—有源層4，位于InGaAsP下限制3層上方，該層用于將電能轉(zhuǎn)化為光能，該層材料可以是多量子阱材料，也可以是體材料，厚度為20-200納米；
[0035]— InGaAsP上限制層5，位于有源層4上方，該層用于構(gòu)成垂直方向(圖中x方向)的光子和載流子限制，厚度為50-300納米；
[0036]— p型InP蓋層6，位于InGaAsP上限制層5上方，用于形成光傳輸波導(dǎo)，厚度為1-2微米；
[0037]—p型InGaAs接觸層7，位于p型InP蓋層6上方，該層用于形成金屬電極和半導(dǎo)體之間的歐姆接觸，該層厚度為100-300納米；
[0038]一脊型波導(dǎo)8，凸起脊型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其為從p型InP蓋層向下刻蝕至p型InGaAs接觸層形成的脊型外表面結(jié)構(gòu)，，該脊型波導(dǎo)8中的p型InGaAs接觸層7上形成一隔離溝81，該隔離溝81中可以通過He離子注入實(shí)現(xiàn)高隔離電阻，該隔離溝81的寬度為5-50微米；
[0039]— TiAu電極9制作于脊型波導(dǎo)8上方，該TiAu