基于深刻蝕槽的InP多段耦合腔激光器的研究.pdf

1、波分復(fù)用技術(shù)是提升現(xiàn)代光傳輸效率的一個(gè)重要手段，該技術(shù)的思想是將多個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)通過(guò)一路光纖進(jìn)行傳播，一次提高光纖傳輸?shù)男?，因此光源是該技術(shù)中非常關(guān)鍵的部分。目前市場(chǎng)上所使用的固定波長(zhǎng)光源主要是DFB激光器，波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器主要是DFB激光器陣列或者DBR激光器，這些現(xiàn)行技術(shù)的主要問(wèn)題是都用到了二次外延、光柵等結(jié)構(gòu)，對(duì)于制造工藝要求較高，而且大部分現(xiàn)行的波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器方案都無(wú)法實(shí)現(xiàn)單電極調(diào)諧波長(zhǎng)，控制電路非常復(fù)雜，這些因素都會(huì)提高生

2、產(chǎn)成本。
　　 針對(duì)這一問(wèn)題我們提出深刻蝕槽耦合腔激光器的設(shè)計(jì)，該結(jié)構(gòu)利用深刻蝕槽將多個(gè)FP腔耦合，利用游標(biāo)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)單模輸出以及波長(zhǎng)調(diào)諧的效果。這一設(shè)計(jì)無(wú)需二次外延，依靠普通的半導(dǎo)體制造工藝就可以實(shí)現(xiàn)，可以大大降低制造成本。
　　 本文首先對(duì)深刻蝕槽耦合腔激光所涉及到的各個(gè)制造工藝步驟進(jìn)行了優(yōu)化，特別是對(duì)其中的干法刻蝕環(huán)節(jié)進(jìn)行了細(xì)致的研究，包括刻蝕中的各種效應(yīng)、把不同氣體配方的選擇與影響以及各種掩模刻蝕效果的對(duì)比，并針對(duì)

3、深刻蝕槽結(jié)構(gòu)的刻蝕配方進(jìn)行了討論和優(yōu)化。
　　 我們對(duì)于深刻蝕槽耦合腔激光器的原理、設(shè)計(jì)和各個(gè)參數(shù)對(duì)于性能的影響進(jìn)行了討論，分別制造了固定波長(zhǎng)和波長(zhǎng)可調(diào)諧兩種激光器，并對(duì)于其中關(guān)鍵的深刻蝕槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的研究，證明這一結(jié)構(gòu)對(duì)于腔內(nèi)引入的損耗較小并且能夠?yàn)榍粌?nèi)提供較大的反饋。固定波長(zhǎng)深刻蝕槽耦合腔激光器顯示了非常好的單模性能，并在線寬方面具有非常突出的優(yōu)勢(shì)（達(dá)到78kHz，是目前同類型半導(dǎo)體激光器中線寬最窄的報(bào)道結(jié)果），利用這一

4、結(jié)構(gòu)我們還展示了一個(gè)8X100GHz激光器陣列芯片。波長(zhǎng)可調(diào)諧深刻蝕槽耦合腔激光器顯示了非常好的調(diào)諧性能，通過(guò)載流子注入效應(yīng)，我們可以實(shí)現(xiàn)單電極控制調(diào)諧得到所有的9個(gè)連續(xù)的100GHz的光通信信道，所有信道的邊模抑制比都大于30dB，并且各信道輸出功率均一，功率差小于1.6dB。
　　 最后我們討論了深刻蝕槽耦合腔激光器的未來(lái)研究方向，我們相信這個(gè)激光器設(shè)計(jì)可以滿足未來(lái)光通信的要求，作為波分復(fù)用以及相干通信方面的光源選擇方案之一