[发明专利]一种硅基混合集成的波长可调被动锁模激光器

权利要求书

1.一种硅基混合集成的波长可调被动锁模激光器，其特征在于，包括硅光芯片、可饱和吸收体薄膜以及依次放置在所述可饱和吸收体薄膜上方，并且与所述硅光芯片上的光路形成光学谐振腔的半导体光放大器、准直透镜和反射棱镜；

所述可饱和吸收体薄膜，覆盖在所述硅光芯片表面，产生光学非线性吸收，实现被动锁模；

所述半导体光放大器，作为增益介质，在光传输方向上的两个端面分别镀有反射膜和增透膜，镀有反射膜的端面靠近所述光学谐振腔的外侧，镀有增透膜的端面靠近所述准直透镜；

所述准直透镜，实现所述半导体光放大器与所述硅光芯片之间的光束模场和数值孔径匹配；

所述反射棱镜，对所述硅光芯片的入射光束进行垂直折转或对出射光束进行水平折转；

所述硅光芯片从下至上依次为衬底硅、埋氧层、光波导层以及沉积在所述光波导层上的光隔离层；

所述光波导层，集成有垂直光耦合器、可调滤波器和反射器，所述垂直光耦合器对所述硅光芯片的入射光束进行水平折转，或对出射光束进行垂直折转，输出至所述反射棱镜进行水平折转；所述可调滤波器用于选模，通过电光效应或热光效应调谐波长；所述反射器实现光束反射，并与所述半导体光放大器镀有反射膜的端面构成所述光学谐振腔的两个反射端面；

所述光隔离层，实现所述光波导层与所述可饱和吸收体薄膜之间的光学隔离，抑制所述可饱和吸收体薄膜对所述光波导层的内部器件的影响。

2.如权利要求1所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述硅光芯片采用CMOS兼容工艺制作，且具有平整的表面。

3.如权利要求1所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述可饱和吸收体薄膜通过旋涂、薄膜转移或溅射工艺覆盖在所述光隔离层的表面。

4.如权利要求1所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述垂直光耦合器为光栅耦合器，所述可调滤波器为一维光子晶体微谐振腔，所述反射器为分布布拉格反射镜。

5.如权利要求1所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述垂直光耦合器为光栅耦合器，所述可调滤波器为add-drop型微环谐振腔，所述反射器为分布布拉格反射镜。

6.如权利要求1所述的被动锁模激光器，其特征在于，

所述垂直光耦合器为光栅耦合器，所述可调滤波器为add-drop型微环谐振腔，所述反射器为add-drop型微环反射镜；

所述add-drop型微环谐振腔与所述add-drop型微环反射镜具有不同半径，产生光谱游标效应，实现单模激射。

7.如权利要求1所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述垂直光耦合器为光栅耦合器；所述可调滤波器为add-drop型微环谐振腔；所述反射器为环形反射器，具有光分束和回环功能，实现宽谱光反射。

8.如权利要求1所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述垂直光耦合器的出射角与所述硅光芯片表面的法线的夹角范围为-30°～30°。

9.如权利要求1所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述光隔离层采用的沉积方法为PECVD或LPCVD。