[发明专利]基于重构-等效啁啾和纳米压印制备DFB激光器及阵列的方法

权利要求书

1.基于重构-等效啁啾和纳米压印技术制备的DFB激光器，其特征是DFB激光器腔的起选模作用的光栅为啁啾光栅结构，设光栅反射波长：

λ＝2nΛ(z)

其中n为有效折射率，Λ(z)为啁啾光栅的周期,是线性啁啾或非线性啁啾；Λ(z)的啁啾大小决定了啁啾光栅的反射带宽B，表示为：

B＝|2nΛ(z_end)-2nΛ(z₀)|

其中|·|表示绝对值，z_end表示啁啾光栅的末端位置，z₀表示啁啾光栅的起始位置；DFB激光器腔内起选模作用的光栅是基于重构-等效啁啾和纳米压印技术设计、并制备的取样布拉格光栅；该取样布拉格光栅结构中含有对应普通布拉格光栅的等效光栅,该等效光栅中含有对应传统相移的等效相移，等效相移区的位置在取样布拉格光栅中心的+/-15％的区域范围内，制备取样布拉格光栅的基本光栅是通过纳米压印技术制备的。

2.根据权利要求1所述的DFB激光器制备方法，其特征是：基本布拉格光栅是由纳米压印技术制备的均匀光栅，然后用基于重构-等效啁啾技术设计的取样版进行采样制备目标等效相移的光栅即啁啾光栅。

3.根据权利要求2所述的DFB激光器制备方法，其特征是：通过取样周期的选取，将+1或-1级子光栅的布拉格波长置于DFB激光器腔内增益中心作为激射波长，而0级子光栅布拉格波长远离增益区；不同的取样周期对应不同的激射波长。

4.根据权利要求2所述的DFB激光器制备方法，其特征是：基本布拉格光栅是由纳米压印技术制备的均匀光栅，然后用基于重构-等效啁啾技术设计的取样版进行采样制备目标等效光栅；DFB激光器腔内光栅是由重构-等效啁啾技术设计、引入等效相移，如λ/4相移、λ/8相移等各种数值的等效相移结构。

5.根据权利要求4所述的DFB激光器制备方法，其特征是：将重构-等效啁啾和纳米压印技术有效结合起来制备DFB激光器，等效光栅结构由重构-等效啁啾技术设计，由纳米压印技术制备。

6.根据权利要求5所述的DFB激光器制备方法，其特征是：DFB激光器腔内置等效光栅是基于重构-等效啁啾和纳米压印技术制备的，光栅层材料根据需要选择，光栅层高度在40～200nm范围内。

7.根据权利要求5所述的DFB激光器制备方法，其特征是：激光器外延材料包括InGaAsP/InP、InAlGaAs/InP、AlGaAs/GaAs、InGaAs/InGaP、GaAsP/InGaP等Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物材料和Ⅳ-Ⅵ族半导体化合物材料。

8.根据权利要求5所述的DFB激光器制备方法，其特征是：多波长激光器的自由光谱范围：

FSR=λ22nΔd]]>

其中λ为光栅的中心波长，n为有效折射率，Δd为两个光栅在纵向上的间隔。FSR即为多波长激光器的波长间隔，因此Δd决定了多波长的间隔大小。啁啾结构的分布反馈(DFB)半导体激光器的激射波长数目N可估算为：

N≈B/FSR。

9.根据权利要求2-8之一所述的制备DFB激光器阵列的方法，其特征是：所述DFB激光器阵列中每个激光器都具有基本布拉格光栅是由纳米压印技术制备的均匀光栅，然后用基于重构-等效啁啾技术设计的取样版进行采样制备目标等效相移的光栅即啁啾光栅；在同一外延片上，种子光栅各参数具有相同的条件，每个激光器通过渐变取样周期实现不同波长在对应的子光栅的+1或-1级中的激射，将具有不同取样周期的分布耦合取样图案顺次排在同一取样掩模版上，实现单片集成分布耦合系数DFB激光器阵列。