[发明专利]一种1x1型单片集成式半导体主振荡放大器

说明书

本发明公开一种1x1型单片集成式半导体主振荡放大器。其中，所述主振荡放大器包括：基于半导体激光器的主振荡器，用于产生基横模和单纵模的种子激光；基于1x1多模干涉耦合器的半导体功率放大器，用于对所述种子激光进行功率放大。本发明提供的1x1型单片集成式半导体主振荡放大器，主振荡器和半导体功率放大器集成在半导体衬底上，主振荡器产生的种子激光通过半导体功率放大器进行功率放大，有源区面积增加，增加了功率放大器的饱和输出功率，降低热效应对器件的影响，并能够提高主振荡放大器与光纤的耦合效率。

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，具体涉及一种1x1型单片集成式半导体主振荡放大器。

背景技术

自由空间光通信结合了微波通信与光纤通信的特点，具有高速率、大容量的优点。同时，由于传输不需要铺设光纤，降低了系统的成本。大功率激光器是自由空间光通信的核心器件，常用的自由空间光通信激光器主要包含He-Ne激光器、CO2激光器和Nd：YAG固体激光器等类型，但是其成本高，体积大，可靠性低，制约了自由空间光通信的发展。大功率半导体激光器由于转换效率高，可以直接调制以及可靠性高等优点在自由空间光通信中具有极大的发展和应用潜力。

普通的大功率半导体激光器的输出功率一般在百毫瓦级别，对于瓦级别甚至更高的输出功率，单段式的半导体激光器很难做到。因此，人们提出了单片集成的主振荡放大器结构，即包括一个产生单纵模、基横模的主振荡器和一个可以将光功率放大的光功率放大器。目前主振荡放大器主要分为两种类型，一种是分布反馈式(Distributed FeedbackDiode，以下简称DFB)半导体激光器或者分布布拉格反射(Distributed Bragg Reflector，以下简称DBR)半导体激光器与Taper型的光放大器单片集成，一种是DFB激光器或者DBR激光器与直波导型半导体激光放大器(Semiconductor Optical Amplifier，以下简称SOA)单片集成。对于上述两种类型的主振荡放大器，其输出端输出的不是单模波导，降低了光纤与器件的耦合效率；此外，对于DFB激光器或者DBR激光器与直波导型SOA集成的方案，由于直波导型SOA有源区面积有限，会出现散热问题，并限制了最大饱和输出功率。

因此，如何提出一种主振荡放大器，能够增加功率放大器的饱和输出功率以及提高主振荡放大器与光纤的耦合效率，成为业界亟待解决的重要课题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种1x1型单片集成式半导体主振荡放大器。

本发明提出一种1x1型单片集成式半导体主振荡放大器，包括：

基于半导体激光器的主振荡器，用于产生基横模和单纵模的种子激光；

基于1x1多模干涉耦合器的半导体功率放大器，用于对所述种子激光进行功率放大。

其中，所述半导体功率放大器包括一个或者多个级联的1x1多模干涉耦合器。

其中，所述半导体功率放大器采用普通干涉1×1多模干涉耦合器。

其中，所述半导体功率放大器采用对称干涉1×1多模干涉耦合器。

其中，所述主振荡器包括第一有源层，所述半导体功率放大器包括第二有源层，所述第一有源层和所述第二有源层具有相同的量子阱结构。

其中，所述主振荡器包括第一有源层，所述半导体功率放大器包括第二有源层，所述第一有源层和所述第二有源层具有不同的量子阱结构，所述第一有源层和所述第二有源层采用对接生长技术相接。

其中，所述主振荡器包括第一有源层，所述半导体功率放大器包括第二有源层，所述第一有源层有一个，所述第二有源层有两个，所述第一有源层和所述第二有源层采用叠层量子阱技术相接。

其中，所述半导体功率放大器的输出端为弯曲波导或者直波导。