[发明专利]电吸收调制激光器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种电吸收调制激光器及其制作方法，其中，该电吸收调制激光器包括：衬底；以及在衬底上依次生长的下脊波导层、中间层和上脊波导层；其中，中间层包括顺次连接的激光器有源材料区、隔离区无源材料区、调制器有源材料区和模斑转换器无源材料区，隔离区无源材料区和模斑转换器无源材料区的带隙波长均同时小于激光器有源材料区和调制器有源材料区的带隙波长。本发明提供的该电吸收调制激光器及其制作方法，可有效提高器件与光纤的耦合效率，同时有利于减少光传输损耗。

技术领域

本发明涉及光电子器件领域，特别涉及一种电吸收调制激光器及其制作方法。

背景技术

随着光电子技术的快速发展，越来越多具有不同功能的激光器件逐渐深入各个领域。在相关技术中，电吸收调制激光器是一种应用于光通信的典型的半导体光电子器件。水平楔形波导模斑转换器是一种结构简单的模斑转换器，应用较为广泛。

在实现本发明构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题，电吸收调制激光器包括激光器及调制器两个主要功能区，两者之间通常还包括一个具有一定长度的电隔离区。电隔离区波导的核心材料通常为激光器量子阱材料或调制器量子阱材料，由于两者的带隙波长均接近器件的工作波长，光在传输通过隔离区时会产生明显的吸收损耗，恶化了器件的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种电吸收调制激光器及其制作方法，以至少部分解决以上技术问题。

本发明在一方面提供了一种电吸收调制激光器，包括：衬底；以及在所述衬底上依次生长的下脊波导层、中间层和上脊波导层；其中，所述中间层包括顺次连接的激光器有源材料区、隔离区无源材料区、调制器有源材料区和模斑转换器无源材料区，所述隔离区无源材料区和所述模斑转换器无源材料区的带隙波长均同时小于所述激光器有源材料区和所述调制器有源材料区的带隙波长。

可选地，所述隔离区无源材料区和所述模斑转换器无源材料区具有相同的波导核心材料。

可选地，所述上脊波导层包括：具有渐变波导宽度的模斑转换器脊波导，设置于所述模斑转换器无源材料区之上，所述渐变波导宽度为由第一波导宽度减小至第二波导宽度，具有所述第二波导宽度的端面为激光器发光端面。

可选地，所述上脊波导层还包括：具有所述第一波导宽度的有源器件区脊波导，设置于所述激光器有源材料区、所述隔离区无源材料区和所述调制器有源材料区之上，并与所述模斑转换器脊波导的具有所述第一波导宽度的端面相连接。

可选地，所述上脊波导层的宽度小于所述下脊波导层的宽度。

可选地，所述激光器有源材料区自所述下脊波导层至上依次包括下限制层、量子阱层、上限制层和光栅层。

可选地，所述调制器有源材料区自所述下脊波导层至上依次包括下限制层、量子阱层和上限制层。

本发明另一方面提供了一种电吸收调制激光器的制作方法，包括：在衬底上依次生长缓冲层、远场缩减层、间隔层和激光器有源材料层；在所述激光器有源材料层中确定激光器有源材料区，并将除所述激光器有源材料区之外的所述激光器有源材料层进行腐蚀，以得到所述激光器有源材料区；基于所述激光器有源材料区在所述激光器有源材料层的已腐蚀区域对接生长调制器有源材料层；在所述调制器有源材料层中确定调制器区，并将除所述调制器区之外的所述调制器有源材料层进行腐蚀，以得到所述调制器有源材料区；基于所述调制器有源材料区和所述激光器有源材料区在所述调制器有源材料层的已腐蚀区域对接生长无源波导材料，得到隔离区无源材料区和模斑转换器无源材料区；在所述激光器有源材料区内制作光栅；在所述激光器有源材料区、所述隔离区无源材料区、所述调制器有源材料区和所述模斑转换器无源材料区上生长包层和接触层；根据所述包层和所述接触层制作上脊波导；以及根据模斑转换器无源材料区中的部分所述无源波导材料，以及所述模斑转换器无源材料区下的所述间隔层、所述远场缩减层和部分的所述缓冲层制作下脊波导。