[发明专利]一种基于模式变换器的硅基可调谐激光器及其实现方法

权利要求书

1.一种基于模式变换器的硅基可调谐激光器，其特征在于，包括半导体光放大器、SOI晶圆以及设置在所述SOI晶圆上依次相互连接的耦合器、TE₀模波导、模式变换器、第一取样光栅和第二取样光栅，所述第一、第二取样光栅间隔连接；

所述耦合器将所述半导体光放大器输出的光场传输至所述TE₀模波导，得到TE₀模的光场；所述模式变换器将所述TE₀模的光场变换为有效折射率小于TE₀模的新模式的光场；所述第一、第二取样光栅将所述新模式的光场反射回所述半导体光放大器。

2.如权利要求1所述的基于模式变换器的硅基可调谐激光器，其特征在于，所述半导体光放大器在光传播方向上的两个面分别为部分反射面和透射面，所述透射面与所述耦合器对准，所述第一、第二取样光栅将所述新模式的光场反射回所述部分反射面，所述部分反射面将所述新模式的光场一部分反射回所述硅基可调谐激光器的内部形成振荡，另一部分以激光形式出射。

3.如权利要求1所述的基于模式变换器的硅基可调谐激光器，其特征在于，所述TE₀模波导上还设有用于精调的调相器。

4.如权利要求1所述的基于模式变换器的硅基可调谐激光器，其特征在于，所述第一取样光栅上设有用于调节反射光谱的第一调谐器，所述第二取样光栅上设有用于调节反射光谱的第二调谐器。

5.如权利要求4所述的基于模式变换器的硅基可调谐激光器，其特征在于，所述第一、第二取样光栅的反射光谱中重叠的谱峰为所述硅基可调谐激光器的出射激光波长。

6.如权利要求1所述的基于模式变换器的硅基可调谐激光器，其特征在于，所述第一、第二取样光栅的模式为新模式，所述新模式的有效折射率小于λ/4d，所述第一、第二取样光栅的周期大于2×d；

其中，d为最小的加工精度；λ为所述硅基可调谐激光器的工作波长。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的基于模式变换器的硅基可调谐激光器的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过耦合器将半导体光放大器输出的光场传输至TE₀模波导，得到TE₀模的光场；

通过模式变换器将TE₀模的光场变换为有效折射率小于TE₀模的新模式的光场；

通过第一、第二取样光栅将新模式的光场反射回半导体光放大器。

8.如权利要求7所述的基于模式变换器的硅基可调谐激光器的实现方法，其特征在于，通过第一、第二取样光栅将新模式的光场反射回半导体光放大器，具体包括以下步骤：

通过所述第一、第二取样光栅将所述新模式的光场反射回所述半导体光放大器的部分反射面，通过所述部分反射面将所述新模式的光场一部分反射回所述硅基可调谐激光器的内部形成振荡，另一部分以激光形式出射。