[实用新型]一种双量子阱电吸收调制激光器

说明书

技术领域

本实用新型属于光通讯高速器件技术领域，特别涉及一种双量子阱电吸收调制激光器。

背景技术

对于目前光通讯带宽的需求提升，长距离高带宽应用日益广泛，以传统DFB-LD激光器来达成相应的需求尤其在长距离传输下不易达成，主要的问题在于DFB-LD组件需同时完成光功率输出与高速调制两项功能，而长距离传输所遭遇的色散与功率损耗的问题需要克服， DFB-LD组件受制于直接调制的限制，让色散与功率不足的问题成为瓶颈。而EML器件为DFB-LD和EAM的集成组件，能分别针对光功率输出与高速调制的功能，以DFB-LD和EAM 来各自完成，能克服上述的瓶颈。对于传统工艺的EML这类的集成组件，虽能解决上述提到的严重色散和功率损耗问题，但工艺复杂，良率差等缺点，成为传统EML工艺上的诟病。本实用新型目的在于提供一种新型结构的双量子阱电吸收调制激光器，我们这个新结构的目的是克服复杂工艺，使其简单化，易于控制。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种双量子阱电吸收调制激光器，解决了现有EML芯片中结构与工艺技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是，一种双量子阱电吸收调制激光器，包括设置在顶部的包层和设置在底部的n-型InP衬底，以及从下到上依次设置在n-型InP衬底和顶部的包层之间的调制器多量子阱、激光器多量子阱和光栅层，以及设置在两端的高反射膜和抗反射膜；

n-型InP衬底、包层和调制器多量子阱的一端与高反射膜接触，另一端与抗反射膜接触；激光器多量子阱和光栅层的一端与高反射膜接触，另一端不接触抗反射膜，激光器多量子阱和光栅层与抗反射膜之间填充有包层。

n-型InP衬底底面设置有n面金属电极，包层顶面设置有p面金属电极，p面金属电极包括激光器正极金属电极和调制器金属电极，且激光器正极金属电极和调制器金属电极之间设置有电隔离区，高反射膜与电隔离区之间为激光器正极金属电极，抗反射膜与电隔离区之间为调制器金属电极。

激光器多量子阱和光栅层的另一端设置在电隔离区左下方，不进入电隔离区正下方区域。

激光器多量子阱和光栅层的长度为调制器多量子阱的一半。

调制器多量子阱的上下分别设置有调制器上层分别限制异质层和调制器下层分别限制异质层；激光器多量子阱的上下分别设置有激光器上层分别限制异质层和激光器下层分别限制异质层。

调制器的上层分别限制异质层与激光器区域的下层分别限制异质层之间设置有刻蚀停止层。

电隔离区为刻蚀在激光器与调制器之间的U型电隔离沟槽。

包层的折射率低于激光器多量子阱和调制器多量子阱的折射率。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果，在激光器多量子阱下方设置有调制器(EAM)多量子阱，激光器端的光被耦合进调制器的量子阱区域，该新型结构与传统EML 原理是一致的，都是通过激光器(LD)区域加载正向偏置的电压，即n型InP衬底的下方为背面金属电极，作为激光器的负极；在激光器区域的正上方设有正型金属电极，DFB-LD持续输出，连续工作在阈值电流之上，而在调制器(EAM)的正上方的金属电极，加载零偏压和反向偏压，反向偏压会使得EAM的量子阱能带发生扭转变形，进而调制光的输出；本实用新型提出双量子阱(Twin-QW)EML的结构设计合理，通过在激光器下方设置调制器的量子阱，不需要在激光器量子阱的出光端对接调制器的量子阱，改善了一般EML遇到的缺点，工艺简单易控制，带宽易提升，耦光效率、高温高频特性优异，并适用于单片集成和大规模生产。

进一步的，通过在调制器的上层分别限制异质层与激光器区域的下层分别限制异质层之间设置有刻蚀停止层，可实现由其一次外延完成激光器与调制器的发光区域，依靠SiO₂掩膜，刻蚀工艺，刻蚀至LD量子阱与EAM之间的刻蚀停止层，保证了整个工艺流程简单，易控制，且这样使得调制器上端材料折射率小，DFB-LD的发出的光易耦合进EAM的量子阱区域，从而提高了耦光效率，且采用InAIGaAs材料，使得高温高频特性优异，良率高和功耗低的优点。