[实用新型]一种应用于SWDM光模块的片内集成式多波长激光器

说明书

本实用新型公开了一种应用于SWDM光模块的片内集成式多波长激光器，涉及半导体光电子技术领域，包括衬底以及由下自上堆叠于衬底表面的第一VCSEL单元、第二VCSEL单元、第三VCSEL单元和第四VCSEL单元；第一VCSEL单元的中心波长为940nm，第二VCSEL单元的中心波长为910nm；第三VCSEL单元的中心波长为880nm，第四VCSEL单元的中心波长为850nm。本实用新型将4种不同中心波长的VCSEL单元堆叠集成设计在同一颗VCSEL芯片内，相较于现有技术中采用4颗独立设置的VCSEL芯片，片内集成式VCSEL芯片具有占用空间小、封装成本低、生产效率高、产品良率高和产品可靠性高等优点，能够更好地满足未来SWDM光模块的设计需求。

技术领域

本实用新型涉及半导体光电子技术领域，特别涉及一种应用于SWDM光模块的片内集成式多波长激光器。

背景技术

随着通讯技术的快速发展和应用类型的日益丰富，数据中心的流量呈现逐年不断倍数增长的态势，数据中心对带宽的要求也越来越高，下一代数据中心的建设需要成本更低、带宽更宽的传输方案。

数据中心的内部通讯的物理载体为SWDM（短波波分复用）光模块，其包括四个不同波长的光发射机、四个带有信号探测器的光接收机、波分复用器、解复用器和多模光纤双工光连接器。其中，四个不同波长的光发射机分别为四颗独立的VCSEL芯片，即850nm VCSEL、880nm VCSEL、910nm VCSEL和940nm VCSEL。四颗VCSEL芯片独立制作，并通过封装（贴片、打线）集成在一起。但是这种通过封装实现集成的方式，占用空间大，封装成本高，封装过程中会带来较大的良率损失，而且还会引入过多的潜在的贴片、打线缺陷，影响整体的可靠性。

发明内容

本实用新型提供一种应用于SWDM光模块的片内集成式多波长激光器，其主要目的在于解决现有技术存在的问题。

本实用新型采用如下技术方案：

一种应用于SWDM光模块的片内集成式多波长激光器，包括衬底以及由下自上堆叠于衬底表面的第一VCSEL单元、第二VCSEL单元、第三VCSEL单元和第四VCSEL单元；第一VCSEL单元的中心波长为940nm，第二VCSEL单元的中心波长为910nm；第三VCSEL单元的中心波长为880nm，第四VCSEL单元的中心波长为850nm。

进一步，所述第一VCSEL单元由下自上包括第一底部N型DBR、940nm有源区、第一掩埋隧穿结和第一顶部N型DBR；所述第二VCSEL单元由下自上包括第二底部N型DBR、910nm有源区、第二掩埋隧穿结和第二顶部N型DBR；所述第三VCSEL单元由下自上包括第三底部N型DBR、880nm有源区、第三掩埋隧穿结和第三顶部N型DBR；所述第四VCSEL单元由下自上包括第四底部N型DBR、850nm有源区、第四掩埋隧穿结和第四顶部N型DBR。

更进一步，所述第一底部N型DBR、第一顶部N型DBR、第二底部N型DBR、第二顶部N型DBR、第三底部N型DBR、第三顶部N型DBR、第四底部N型DBR和第四顶部N型DBR均是由高折射率薄膜和低折射率薄膜交替构成的周期结构，且周期数由下至上逐渐减小。

更进一步，所述第一掩埋隧穿结至第四掩埋隧穿结的直径均相等，取值范围为5-150μm。

进一步，所述衬底底部设有第一N型金属电极，所述第四VCSEL单元顶部设有第二N型金属电极。

更进一步，所述第一VCSEL单元顶部设有第一共用电极，所述第二VCSEL单元顶部设有第二共用电极，第三VCSEL单元顶部设有第三共用电极；所述第一共用电极、第二共用电极和第三共用电极均包括下层VCSEL单元的正电极和上层VCSEL单元的负电极。

进一步，所述衬底为GaAs衬底。

和现有技术相比，本实用新型产生的有益效果在于：