[发明专利]一种硅波导输出的单模硅基混合激光光源

摘要

本发明公开了一种硅波导输出的单模硅基混合激光光源，该激光光源包括叠层设置的锥形(Taper)增益结构和SOI脊型波导结构，其中该锥形增益结构通过回流焊技术倒装贴合于该SOI脊型波导结构之上。本发明通过在周期性微槽混合激光器中引入III‑V族Taper结构并生长光学下限制层，提高了有源区限制因子，从而增加了III‑V族中的模式增益；同时Taper结构的引入保证了III‑V族结构与硅波导的高效耦合，实现单纵模激光从硅波导输出。本发明制作成本较低，可用于硅基光互连，光通信中的激光光源，提高了III‑V族光源与硅波导的耦合效率，实现了高效耦合的单模混合硅基半导体激光光源。

主权项

一种硅波导输出的单模硅基混合激光光源，其特征在于，该激光光源包括叠层设置的锥形(Taper)增益结构和SOI脊型波导结构，其中该锥形增益结构通过回流焊技术倒装贴合于该SOI脊型波导结构之上；其中，该锥形增益结构是单锥形结构或多锥形结构，其中锥形结构采用正锥形结构或反锥形结构；该锥形增益结构通过回流焊技术倒装贴合于该SOI脊型波导结构之上，具体包括：在该锥形增益结构的N型接触层(6)背面形成回流焊金属层(7)；对该回流焊金属层(7)采用剥离工艺，剥离掉该回流焊金属层(7)中间部分的金属，于该N型接触层(6)背面形成两个回流焊金属条，且这两个回流焊金属条的走向与刻蚀剩余的位于该锥形增益结构顶层的P型电极层(1′)的走向一致；以及将该背面具有两个回流焊金属条的锥形增益结构与该SOI脊型波导结构对准贴合，并回流焊接，使该SOI脊型波导结构顶层的脊形波导(9)与该N型接触层(6)背面直接接触，且该脊形波导(9)与这两个回流焊金属条之间采用空气层隔离，形成单模硅基混合激光光源；其中，这两个回流焊金属条与该脊形波导(9)所在的区域为消逝场耦合区域，激光在该锥形增益结构中产生并获得增益，然后在此消逝场耦合区域通过消逝场耦合进入到该脊形波导(9)中，利用消逝场耦合的方法实现III‑V族光源与硅波导的混合集成；该回流焊金属层(7)采用的材料为PdIn、AuSn或In；这两个回流焊金属条作为该单模硅基混合激光光源的N型电极。