[发明专利]单片集成级联量子阱宽调谐中红外激光器及制备方法

权利要求书

1.一种单片集成级联量子阱宽调谐中红外激光器，其特征在于，包括：

衬底(110)、下限制层(120)、下波导层(130)、量子阱级联区(140)、上波导层(150)、上限制层(160)及盖层(170)，其中，所述量子阱级联区(140)由多组不同发光波长的量子阱(141)和级联区(142)组成；

所述盖层(170)及上波导层(150)之间设有分布反馈式采样光栅区(210)、有源增益区(220)、光束耦合区(230)及输出区(240)，其中，分布反馈式采样光栅区(210)用于对所述激光器产生的不同波长的光分别进行调谐，使所述不同波长的光依次经过所述有源增益区(220)、光束耦合区(230)后，形成宽调谐的单横模激光。

2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述不同发光波长的量子阱(141)的材料至少包括In_xGa_1-xSb或In_xGa_1-xAs_ySb_1-y，各不同不同发光波长的量子阱(141)的材料的x组分及材料厚度不同。

3.根据权利要求2所述的激光器，其特征在于，所述级联区(142)的材料至少包括InAs/AlSb超晶格。

4.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述衬底(110)的材料包括N型掺杂的GaSb，所述下限制层(120)、上限制层(160)、下波导层(130)、上波导层(150)的材料均包括Al_xGa_1-xAs_ySb_1-y，其中，各层材料的x组分和y组分不同及各层的厚度均不同。

5.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述分布反馈式采样光栅区(210)包括多条采样光栅，各条所述采样光栅分别用于对不同波长的光进行采样和调谐。

6.根据权利要求5所述的激光器，其特征在于，所述有源增益区(220)包括多条条形波导，分别与所述采样光栅一一对应连接。

7.根据权利要求6所述的激光器，其特征在于，所述光束耦合区(230)包括多个S型二叉树状波导(231)和一个平板型波导(232)，所述S型二叉树状波导(231)的输入端依次与所述条形波导的输出端连接，输出端与所述平板型波导(232)连接。

8.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光器表面沉积有绝缘层。

9.根据权利要求8所述的激光器，其特征在于，所述激光器还包括N面电极和P面电极，所述N面电极设于所述衬底(110)未生长所述下限制层(120)的一侧，所述P面电极设于所述有源增益区(220)表面的绝缘层上。

10.一种单片集成级联量子阱宽调谐中红外激光器的制备方法，应用于如权利要求1-9所述的单片集成级联量子阱宽调谐中红外激光器，其特征在于，包括：

在衬底(110)上依次生长下限制层(120)、下波导层(130)、量子阱级联区(140)、上波导层(150)、上限制层(160)及盖层(170)，形成外延片；

在所述盖层(170)上进行第一版光刻，并刻蚀形成有源增益区(220)、光束耦合区(230)及输出区(240)；

在所述盖层(170)上进行第二版光刻，并刻蚀形成分布反馈式采样光栅区(210)；

在所述外延片表面沉积一层绝缘层；

在所述有源增益区(220)的绝缘层智商制备P面电极，在所述衬底(110)未生长所述下限制层(120)的一侧制备N面电极。