[发明专利]基于硅光子的具有N掺杂有源层的半导体光放大器

权利要求书

1.一种用于可调谐激光器(100)的大功率工作的半导体光放大器，所述半导体光放大器包括：

增益介质(110、160)，包括具有P层和N层的多层结构；

具有第一反射率的正面(102、141)；和

具有第二反射率的背面(101、142)，

其特征在于：

所述第一反射率和所述第二反射率被配置为使得所述增益介质进行产生、反射和放大激光中的至少一者；以及

N掺杂有源层(115、165)形成在所述P层和所述N层之间，所述N掺杂有源层(115、165)具有与N掺杂势垒层(15)交替的未掺杂阱层(11)。

2.根据权利要求1所述的半导体光放大器，其中：

所述增益介质具有从所述正面到所述背面的长度L；以及

所述增益介质根据α_m＝(1/2L)ln{1/(Rf×Rb)}而具有40cm^-1到200cm^-1之间的镜面损耗α_m，其中Rf是所述第一反射率，并且Rb是所述第二反射率。

3.根据权利要求1所述的半导体光放大器，其中所述N掺杂有源层被配置为在高达50℃的工作温度下为所述增益介质提供至少15dBm的饱和功率。

4.根据权利要求1所述的半导体光放大器，其中所述N掺杂势垒层具有在5nm到15nm之间的宽度，以及在0.9eV到1.1eV之间的带隙。

5.根据权利要求4所述的半导体光放大器，其中所述N掺杂势垒层中的每个N掺杂势垒层包括调制掺杂区(15)，基于10nm的势垒层宽度，所述调制掺杂区(15)具有在7nm至10nm宽度范围内的1.0×10¹⁸cm^-3至3.0×10¹⁸cm^-3的N型掺杂剂浓度范围。

6.根据权利要求1所述的半导体光放大器，其中所述未掺杂阱层具有4nm至8nm之间的宽度和0.8eV的带隙。

7.根据权利要求1所述的半导体光放大器，其中所述增益介质对于1mm的长度而言具有大于45cm^-1至100cm^-1的镜面损耗，所述正面设有抗反射涂层，所述第一反射率小于或等于0.005％，所述背面设有反射涂层，并且所述第二反射率大于90％。

8.根据权利要求7所述的半导体光放大器，其中所述N掺杂有源层被配置为穿过所述增益介质的光腔的线性波导，并且其中所述线性波导相对于所述正面形成非垂直的角度，并且相对于所述背面形成基本垂直的角度。

9.根据权利要求1所述的半导体光放大器，其中所述增益介质对于1mm的长度而言具有大于90cm^-1至200cm^-1的镜面损耗，所述正面设有抗反射涂层，所述第一反射率小于或等于0.005％，所述背面设有抗反射涂层，并且所述第二反射率小于或等于0.005％，以形成对称半导体光放大器。

10.根据权利要求9所述的半导体光放大器，其中所述增益介质被配置为用于放大所述N掺杂有源层中的激光的光腔，并且其中所述激光通过所述背面被一次输入，并且通过所述正面来发射。

11.根据权利要求10所述的半导体光放大器，其中所述N掺杂有源层被配置为穿过所述增益介质的光腔的线性波导，并且其中所述线性波导相对于所述正面形成非垂直的角度，并且相对于所述背面形成非垂直的角度。

12.根据权利要求1所述的半导体光放大器，其中所述P层包括P型限制层和P型包层，所述P型限制层被附接到所述N掺杂有源层的上部，所述P型包层被附接到所述P型限制层的比所述P型限制层更远离所述N掺杂有源层的一侧。