[发明专利]基于特殊等效相移的DFB半导体激光器

摘要

基于特殊等效相移的DFB半导体激光器，DFB半导体激光器结构由长度相同、取样周期相同的左右两段取样布拉格光栅组成，取样周期从1微米到数十微米量级，但是左右两段取样布拉格光栅的占空比不同，前一部分的占空比为γ，后一部分的占空比则为(1-γ)，γ值的大小在0.3到0.5之间；0级子光栅中折射率调制是一个常数项。在结构中，有个等效λ/4波长相移被引入到除0级外所有影子光栅中；在种子光栅周期保持不变的情况下，只要改变取样周期的大小，就能在其±1级影子光栅中获得不同的激射波长。能较大幅度地提高DFB半导体激光器0级激射所需的阈值电流，从而抑制0级信道可能的激射模式，增加激光器主模与0级间的阈值增益差。

主权项

基于特殊等效相移的DFB半导体激光器，其特征是所述的DFB半导体激光器结构由长度相同、取样周期相同的两段取样布拉格光栅组成，取样周期从1微米到数十微米量级，但是左右两段取样布拉格光栅的占空比不同，前一部分的占空比为γ，后一部分的占空比则为(1 γ)，也即两部分的占空比之和是1；同时占空比为γ的那段取样光栅，有无光栅结构的间隔顺序与占空比为(1 γ)的那段取样光栅中正好相反，γ值的大小在0.3到0.5之间；两段取样光栅结构中间之间的间距为0；采用的特殊等效λ/4相移的取样函数表示为 S ′ ( x ) = S L ( x ) x < x 0 S ′ R ( x ) x ≥ x 0 - - - ( 9 ) 与普通的等效λ/4相移结构相比，右段取样布拉格光栅边的取样函数，表示为 S ′ R ( x ) = Σ m 1 P exp ( j 2 πmx P ) ∫ 0 P - a exp ( - j 2 πmx P ) dx = Σ m 1 mπ sin πm ( p - a ) P exp [ j ( 2 πmx P + πma P + π ) ] - - - ( 10 ) Δn = Σ m F m exp [ j ( 2 πx Λ 0 + 2 πmx P ) + c . c x < x 0 Σ m F m exp [ j ( 2 πx Λ 0 + 2 πmx P + π ) + c . c x ≥ x 0 - - - ( 11 ) 式(11)中，取样光栅中的折射率调制用Δn表示，Δns和Λ0分别是种子光栅的折射率调制的深度和光栅周期，Fm为取样光栅的第m级傅里叶系数，P是取样周期，c.c为复共轭，x表示沿激光器谐振腔的位置坐标，x0表示相移所在位置坐标。需要指出的是，0级子光栅中折射率调制是一个常数项。从式(11)可知，在这个结构中，有一个等效λ/4波长相移被引入到除0级外所有影子光栅中；在种子光栅周期保持不变的情况下，只要改变取样周期的大小，就能在其±1级影子光栅中获得不同的激射波长。