[实用新型]一种高功率半导体环形激光器

说明书

技术领域

本实用新型属于光通信技术领域，具体涉及一种高功率半导体环形激光器。

背景技术

随着半导体激光技术的日趋成熟和应用领域的不断扩展，高功率半导体激光器的应用范围已经覆盖了光电子学的诸多领域，成为当今光电子器件的核心技术，广泛应用于民用和军事领域。如何减小或避免光学灾变损伤(COD，catastrophic optical damage)所带来的影响是实现大功率半导体激光器的关键技术与重要手段。半导体环形激光器由于不需要像法布里-珀罗激光器中的镜面那样提供光反馈，因此在该问题的解决上具有天然的优势。但是要实现高功率的半导体环形激光器，这对于通常的由环形腔和直波导组合形成的环形腔激光器来说需要更长的器件耦合长度和更小的耦合间距来实现高耦合比，长的耦合器长度不利于器件的小型化，而小耦合间距需要苛刻的器件的工艺制作条件，因此基于以上方式很难实现高功率半导体环形激光器器件。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有的半导体环形激光器输出功率低的缺点，提出了一种高功率半导体环形激光器。

本实用新型的技术方案是：一种高功率半导体环形激光器，包括弧形的内环波导和位于内环波导两侧的第一输入输出波导和第二输入输出波导，其特征在于，所述内环波导的两端分别延伸出与第一输入输出波导和第二输入输出波导平行的第三波导和第四波导，所述第一输入输出波导与第三波导构成第一方向耦合器，第二输入输出波导与第四波导构成第二方向耦合器，所述第一输入输出波导和第二输入输出波导位于内环波导相对方的两端通过弧形的外环波导连接，所述外环波导的半径比内环波导大，所述外环波导和内环波导通过第一方向耦合器和第二方向耦合器连接构成半导体环形激光器的光学谐振腔。

上述外环波导、内环波导、第一输入输出波导、第二输入输出波导、第三波导和第四波导均为有源脊型波导，所述波导内介质为有源增益介质。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过外环波导、内环波导、第一输入输出波导、第二输入输出波导、第三波导和第四波导共同构成半导体环形激光器。外环波导产生的大部分光功率通过输入输出波导和输出，小部分的光功率在两个方向耦合器和处通过消逝场耦合进入内环波导；内环波导产生的大部分光功率通过第三波导和输出并损耗掉，小部分的光功率在两个方向耦合器和处通过消逝场耦合进入外环波导，因此通过外环波导、内环波导、第一方向耦合器和第二方向耦合器可以实现提供激光产生所必须的光反馈的光学谐振腔。基于此种方式可以实现高功率的半导体环形激光器。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构原理示意图。

附图标记说明：外环波导1、内环波导2、第一输入输出波导3、第二输入输出波导4、第三波导5、第四波导6、第一方向耦合器7、第二方向耦合器8、第一方向耦合器电极9、第二方向耦合器电极10、半导体环形激光器的电极11。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做详细的说明。

如图1所示，一种高功率半导体环形激光器，包括弧形的内环波导2和位于内环波导2两侧的第一输入输出波导3和第二输入输出波导4，其特征在于，所述内环波导2的两端分别延伸出与第一输入输出波导3和第二输入输出波导4平行的第三波导5和第四波导6，所述第一输入输出波导3与第三波导5构成第一方向耦合器7，第二输入输出波导4与第四波导6构成第二方向耦合器8，所述第一输入输出波导3和第二输入输出波导4位于内环波导2相对方的两端通过弧形的外环波导1连接，所述外环波导1的半径比内环波导2大，所述外环波导1和内环波导2通过第一方向耦合器7和第二方向耦合器8连接构成半导体环形激光器的光学谐振腔。

上述第一方向耦合器7、第二方向耦合器8处分别配置有第一方向耦合器电极9、第二方向耦合器电极10用于控制第一方向耦合器7、第二方向耦合器8的耦合比，第一方向耦合器7和第二方向耦合器8通过消逝波耦合方式而输入输出光功率。

上述内环波导2和外环波导1处均配置有半导体环形激光器的电极11用于激发光学谐振腔产生产生自发辐射以及受激辐射的激光。

上述外环波导1、内环波导2、第一输入输出波导3、第二输入输出波导4、第三波导5和第四波导6均为有源脊型波导，所述波导内介质为有源增益介质。

下面结合图1对本实用新型的工作原理做进一步的说明，图中虚线代表光路。