多通道干涉大范围可调谐激光器的研究

发布时间：2021-08-29 14:44

　　提出了一种新型单片集成大范围可调谐半导体激光器——多通道干涉（MCI）激光器,采用多臂干涉进行选模,制作简单且容差大。基于电光效应调谐的MCI激光器波长调谐范围大于40 nm,在整个调谐范围内的边模抑制比（SMSR）大于40 dB,且激光器与半导体光放大器集成的器件出纤功率大于13 dBm。基于热光效应调谐的MCI激光器波长调谐范围大于45 nm,在整个调谐范围内的SMSR大于48 dB,线宽小于250 kHz,总的热调谐功耗低于50 mW。具体阐述了器件的理论设计、器件制作以及器件的测试。 

【文章来源】：中国激光. 2020,47(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

MCI激光器的结构示意图

模式的选择由八个不同臂长的臂干涉增强完成,通过调节对应臂的相位区改变其相位,可以使反射谱的主反射峰左右移动。波长的调谐可通过两种方式实现,一种是调节任意七个臂的相位使反射谱的主反射峰在特定的波长附近,再通过公共相位区调节纵模的位置。另一种是直接调节八个臂的相位,此时反射谱和纵模同时在移动。通过速率方程模拟得到MCI激光器的激射特性[30],如图3所示。可以发现,MCI激光器的调谐范围超过40 nm、SMSR高于40 dB。3 器件的制作

制作的MCI激光器和SOA集成器件的显微镜照片如图4所示,器件尺寸为2.3 mm×0.5 mm,其中包括了电极。SOA的长度为500 μm,为了减少端面反射,将SOA弯曲7°,并在端面镀抗反(AR)膜。MCI激光器和SOA通过一个双端口MIR集成在一起,双端口MIR理论上可以实现50%的光反射作为激光器的光反馈,50%的光进入SOA放大。双端口MIR可以和波导一起制作完成,不会额外增加制作步骤。双端口MIR的宽度和长度分别为9 μm和56.8 m,1×2 MMI的宽度和长度分别为6 μm和38.5 μm,单端口MIR的宽度和长度分别为6 μm和38.2 μm,增益区的长度为400 μm,相位区的长度为150 μm,弯曲波导的半径为100 μm。增益区和SOA是有源区,其他都是无源区域。有源区包含7个压应变的InGaAsP量子阱,无源区的芯层为InGaAsP,禁带宽度为1.3 μm。实验用偏置量子阱技术进行有源区和无源区的集成[33],具体结构如图5所示,其中,括号内为掺杂的材料,MQW为多量子阱。图5 有源无源集成的偏置量子阱结构

【参考文献】：
期刊论文
[1]液晶可调谐VCSEL中高对比光栅结构的设计[J]. 郑舟,邹永刚,石琳琳,房俊宇,王海珠,范杰,崔超,徐莉,马晓辉.  激光与光电子学进展. 2020(01)
[2]调制光栅Y分支可调谐激光器高精准波长调谐特性[J]. 郑胜亨,杨远洪.  中国激光. 2019(02)
[3]功率稳定且波长可调谐的窄线宽分布式反馈半导体激光器[J]. 王琪,郭锦锦,陈伟,刘建国,祝宁华.  中国激光. 2017(01)



本文编号：3370845