[发明专利]一种有源半导体光频梳激光器及光发射芯片

说明书

一种有源半导体光频梳激光器，包括：增益部分，为脊形波导式半导体激光器；饱和吸收体，与所述增益部分结构形状相同，且尺寸不大于所述增益部分；电隔离部分，分布于所述增益部分和饱和吸收体之间，在所述增益部分和饱和吸收体之间形成电隔离截断；其中，所述增益部分和饱和吸收体具有若干段，通过所述电隔离部分连接。本发明有源半导体光频梳激光器及光发射芯片，采用高阶锁模激光器通过多段增益区域，可以通过长腔半导体锁模激光器实现100GHz以上频梳间隔的高阶锁模，同时利用量子点非均匀展宽的高带宽优势，最终实现宽梳齿距离、平顶化、高带宽光频梳激光器。

【技术领域】

本发明涉及光电子技术领域，特别涉及一种有源半导体光频梳激光器及光发射芯片。

【背景技术】

高速发展的互联网技术带来了海量数据需要存储、传输，随之而来对光通信和数据中心的带宽提出了更高的要求。相比用于长距传输的相干通信技术，波分复用技术具有带宽高、成本低的特点。然而目前多为4波CWDM\DWDM技术，未来共封装技术将采用8通道甚至16通道波分复用。增加的通道使得每个光模块需要8个甚至更多不同波长的半导体激光器，这对芯片成本和模块功耗都有极大的挑战。

因此，如果能实现单颗激光器输出多个波长，即可解决多波长和模块功耗问题。量子点激光器可以制作锁模激光器产生频梳，然而如果用以替代高速激光器阵列需要激光器本身产生频率间隔大的光频梳(50GHz),传统设计的两段式锁模激光器很难产生宽梳齿距离的频梳激光。而目前波分复用采用多颗不同波长的激光器芯片通过封装的形式组装成光发射组件，由于激光器良率问题，多颗不同稳定波长的激光器极大的提高了发射组件制造成本。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种低成本和功耗，易于使用的有源半导体光频梳激光器及光发射芯片。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：

一种有源半导体光频梳激光器，包括：

一种有源半导体光频梳激光器，包括：

增益部分，为脊形波导式半导体激光器；

饱和吸收体，与所述增益部分结构形状相同，且尺寸不大于所述增益部分；

电隔离部分，分布于所述增益部分和饱和吸收体之间，在所述增益部分和饱和吸收体之间形成电隔离截断；

其中，所述增益部分和饱和吸收体具有若干段，通过所述电隔离部分连接。

在其中一个实施例中，所述增益部分通过等分总激光器腔长N段形成N阶锁模，N段所述增益部分通过N-1段所述饱和吸收体连接，每段所述增益部分占所述有源半导体光频梳激光器总腔长的1/N。

在其中一个实施例中，所述N为4。

在其中一个实施例中，所述增益部分为量子点激光器增益。

在其中一个实施例中，所述增益部分中的有源层由量子点材料构成。

在其中一个实施例中，所述电隔离部分由离子注入或刻蚀形成。

在其中一个实施例中，所述有源半导体光频梳激光器的后端设有分布式布拉格反射光栅。

在其中一个实施例中，所述有源半导体光频梳激光器的出口端设有半导体光放大器。

一种光发射芯片，包括如上述中任一项所述的有源半导体光频梳激光器。

在其中一个实施例中，所述有源半导体光频梳激光器产生的激光：

依次经解复用器和调制器阵列，通过复用器或光纤阵列输出；

或，依次经微环调制器阵列，通过共用波导对调制后的波长进行耦合输出。