[发明专利]多波长激光器阵列及其制作方法

说明书

本发明公开了一种多波长激光器阵列及其制作方法，其中，该多波长激光器阵列，包括至少三个激光器设置于同一衬底上，其中，每个激光器包括：在所述衬底上依次生长的下脊波导层、中间有源层和上脊波导层；其中，至少三个激光器的中间有源层的有源材料的发光波长不同。本发明提供的该多波长激光器阵列及其制作方法，采用对接生长技术获得具有不同发光波长的增益材料，有利于提高激光器阵列光电性能的一致性。

技术领域

本发明涉及光电子器件领域，特别涉及一种多波长激光器阵列及其制作方法。

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，相对于多个分立的激光器，单片集成多波长激光器阵列的使用可以有效的降低光纤通信系统功耗，提高系统可靠性和可维护性及减小系统体积，从而显著提升系统性能。

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，当激光器阵列信道数量较多，或者信道间隔较大时，其不同信道单元发光波长跨度较大，采用单一的有源区材料时会导致部分激光器工作波长偏离增益波长较远，引起激光器阵列中部分单元激光器性能恶化。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多波长激光器阵列及其制作方法，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多波长激光器阵列，包括至少三个激光器设置于同一衬底上，其中，每个所述激光器包括：在所述衬底上依次生长的下脊波导层、中间有源层和上脊波导层；其中，至少三个所述激光器的中间有源层的有源材料的发光波长不同。

可选地，所述上脊波导层包括：具有渐变波导宽度的第一模斑转换器脊波导，所述第一模斑转换器脊波导的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：具有渐变波导宽度的第二模斑转换器脊波导，所述第二模斑转换器脊波导的渐变波导宽度为由第一波导宽度减小至所述第二波导宽度或第三波导宽度，具有所述第二波导宽度或所述第三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，与所述第一模斑转换器脊波导和/或所述第二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，所述中间有源层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。

本发明另一方面提供了一种多波长激光器阵列的制作方法，包括：在衬底上依次生长缓冲层、远场缩减层、间隔层和第一有源材料层；对所述衬底进行阵列划分，选择性腐蚀掉部分阵列区域的所述第一有源材料层；在被腐蚀掉的所述部分阵列区域上对接生长第二有源材料层，所述第二有源材料层和所述第一有源材料层具有不同的发光波长；重复所述选择性腐蚀和所述对接生长的过程，得到具有至少三种发光波长的有源材料层构成的多波长激光器阵列基片；在所述多波长激光器阵列基片上生长包层和接触层；根据所述包层和所述接触层制作每个所述激光器的上脊波导；以及根据部分的所述具有至少三种发光波长的有源材料层、所述间隔层、所述远场缩减层和部分的所述缓冲层制作每个所述激光器的下脊波导。

可选地，根据所述包层和所述接触层制作每个所述激光器的上脊波导包括：将所述多波长激光器阵列基片划分为多个区域，每个所述区域确定一个激光器，且每个所述区域中包括具有单一发光波长的有源材料层；根据每个所述区域中的具有单一发光波长的有源材料层上的所述包层和所述接触层，制作具有第一波导宽度的有源器件区脊波导和与所述有源器件区脊波导连接的具有渐变波导宽度的模斑转换器脊波导；以及将所述有源器件区脊波导和所述模斑转换器脊波导作为所述区域的激光器的上脊波导。