[实用新型]一种含侧边可调增益/吸收区的半导体锁模激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种半导体发光器件，具体涉及一种含侧边可调增益/吸收区的半导体锁模激光器。

背景技术

激光器中同时存在多个纵模，这些纵模的相位相互独立，而锁模技术就是把这些纵模的相位锁定起来，使各纵模在时间上同步，频率间隔也保持一定，这样激光器就会输出脉冲光。半导体锁模激光器(MLLD)具有重复频率高，脉宽窄，波长可精确控制，转换效率高，稳定性好，驱动电源简单，体积小，重量轻，功耗低，价格低廉，易集成等优点，这些优点使得半导体锁模激光器已经成为光通讯、光时钟、光互联、高速信号的光学采样等领域中的重要光源。

近年来，为了满足人们对超短脉冲光源的广泛需求，压缩输出脉冲技术手段也在不断的进步。被动式半导体锁模激光器包含脊增益区和吸收区，先利用脊增益区形成光脉冲，然后利用吸收区的可饱和吸收特性，当光在激光器谐振腔中传播时，光场强度较弱的光脉冲会由于损耗变得更弱而逐渐消失，光场强度较强的光脉冲在经过吸收区时，可以造成吸收饱和并又返回到脊增益区，逐渐形成脉冲放大，实现被动锁模，最终形成较稳定的超短脉冲输出。可以说，脊增益区关乎着光脉冲的输出功率，吸收区可以调整光脉冲的脉宽。目前，基于多量子阱-量子点的半导体锁模激光器已经能产生脉宽在亚皮秒量级、峰值功率在几百毫瓦的超短脉冲。

半导体锁模激光器的尺寸非常小，这非常有利于光的集成和应用，但同时也会提高对制备工艺精度的要求。半导体激光器一般通过光刻、腐蚀、生长介质绝缘层、开电极窗口、溅射金属芯片结构等工艺形成。而光刻制备工艺尽管已经很精细，但仍存在一定的精度问题，导致在制作脊波导时，脊的侧边会形成近波长或亚波长量级的凹凸结构。这些凹凸结构会对光产生散射或者衍射，对器件的光谱特性产生不良影响。

实用新型内容

为了得到高光谱质量、窄脉宽、高功率的超短脉冲，本实用新型提供了一种含侧边可调增益/吸收区的半导体锁模激光器，技术方案如下。

一种含侧边可调增益/吸收区的半导体锁模激光器，所述半导体锁模激光器采用脊波导结构，在该脊波导结构的脊上依次形成脊增益区、脊波导电隔离区和脊波导饱和吸收区，其中，脊波导电隔离区将脊增益区和脊波导饱和吸收区分隔开；在所述脊增益区侧边的任意位置形成侧边可调增益/吸收区。

进一步地，侧边可调增益/吸收区被施加的电压为反向偏压或者正向偏压，当在侧边可调增益/吸收区上施加反向偏压时，侧边可调增益/吸收区作为吸收区；当在侧边可调增益/吸收区上施加正向偏压时，侧边可调增益/吸收区作为增益区；当侧边可调增益/吸收区为多段时，各段侧边可调增益/吸收区被施加的电压为相同方向或不同方向。

进一步地，脊增益区、脊波导饱和吸收区以及侧边可调增益/吸收区上均设置平面电极，脊增益区、脊波导饱和吸收区以及侧边可调增益/吸收区的电极之间相互不相连。

进一步地，所述脊增益区为长条形，所述脊波导电隔离区位于脊增益区沿长度方向的一端，脊增益区沿长度方向远离脊波导电隔离区的一端的端面为出光端面，出光端面镀有增透膜；在脊波导饱和吸收区远离脊波导电隔离区的一端的端面镀有高反射率的光学介质膜，端面与出光端面均垂直于脊增益区的长度方向。

进一步地，在脊增益区一侧边的任意位置形成一段侧边电隔离区和所述侧边可调增益/吸收区，侧边电隔离区和侧边可调增益/吸收区沿与脊增益区长度方向相垂直的方向层叠制备，侧边电隔离区和侧边可调增益/吸收区均平行于脊增益区的长度方向；

或者，在脊增益区一侧边的任意位置并排间隔形成多段侧边电隔离区和侧边可调增益/吸收区；每段侧边电隔离区和侧边可调增益/吸收区沿与脊增益区长度方向相垂直的方向层叠制备，每段侧边电隔离区和侧边可调增益/吸收区均平行于脊增益区的长度方向。

进一步地，在脊增益区两侧边的任意位置各设置一段侧边电隔离区和侧边可调增益/吸收区，每段侧边电隔离区和侧边可调增益/吸收区沿与脊增益区长度方向相垂直的方向层叠制备，每段侧边电隔离区和侧边可调增益/吸收区均平行于脊增益区的长度方向。

进一步地，在脊增益区一侧边的侧边电隔离区和侧边可调增益/吸收区与另一侧边的侧边电隔离区和侧边可调增益/吸收区对称分布。

进一步地，在脊增益区的两侧边各设置多段侧边电隔离区和侧边可调增益/吸收区，每段侧边电隔离区和侧边可调增益/吸收区沿与脊增益区长度方向相垂直的方向层叠制备，每段侧边电隔离区和侧边可调增益/吸收区均平行于脊增益区的长度方向。

进一步地，脊增益区两侧边的各段侧边电隔离区和侧边可调增益/吸收区呈多段互补式对称分布或镜像对称分布。