[发明专利]半导体光学放大器

摘要

本发明涉及半导体光学放大器,该放大器把流入辐射引入有源区,以及,从所述区提取输出模式。这个放大器同时减小了像散角和色散角的值,增加了输入和输出口径、有效长度的放大区域、高功率输出、高亮度及在输入和输出辐射的方向上变化的宽范围。这个放大器使用预定范围的层的合成物和厚度用于整个的异质结构,包括有源层(6),也包括代表多个边界层(7、8)的几组层。至少这几组层之一整体地形成在输入－输出系统中,并沿着辐射输入－输出区(17)延伸。本发明也涉及输入和输出角的扩展范围,以及,使用具有相对有源层平面的预定倾斜角范围的辐射输入－输出区(17)的不同结构。本发明还涉及双路传输、多波束和多级半导体光学放大器,该放大器按照分立或集成产生。

主权项

1．一种半导体光学放大器，包括：输入辐射的主源，当放大器正在运行时，主源以输入角δ被输入到光学上耦合到源的放大部件，所述的放大部件是根据半导体激光异质结构实现的，该异质结构包括具有折射系数nα的有源层和位于两个覆盖层之间的能带隙Ea(Ev)，每一个异质结构至少有一个子层，同样，包括在前端宽度Win(微米)和末端宽度Wout(微米)及长度LAGR(微米)的有源增益区，第一光学刻面界定了有源增益区的前后端，并对着垂直于有源层纵轴平面的倾斜角Ψ1和Ψ2，该平面称为垂直面，同样，也包括涂层，电阻接触，壁垒区，和抑制寄生辐射的装置，其特征在于形成的输入辐射作为对准辐射，在输入表面上，输入角δ等于辐射的入射角，放大部件至少有一个有源增益区，在该有源增益区内，至少在激光异质结构的一侧引入至少一个附加层，邻近激光异质结构的附加层被指定为辐射的输入-输出区，该区是透光的，并至少由一个子层形成，相邻的覆盖层的子层和辐射输入-输出区的子层至少分别形成一个区和一个子区，在称为内表面的激光异质结构边界一侧上的辐射输入-输出区的表面由不短于长度LAGR的长度LIOR-1(微米)形成；至少两个附加的第二光学刻面对着垂直面的倾斜角Ψ3和Ψ4，输入-输出区的宽度和厚度dIOR(微米)不小于有源增益区的宽度和厚度，子层的折射系数nIORQ和光学损耗因数αIORQ(cm-1)从激光异质结构的边界计数，其中q=1、2…,p定义为整数，其表示辐射输入-输出区的子层的顺序数，在工作装置中，在具有辐射输入-输出区的覆盖层的子层的边界上，来自有源层的放大辐射能量的净损耗因数αOR(cm-1)从范围下限αORmin(cm-1)的边界值的范围内选择出来，在放大器正在运行时，把供给到有源增益区的电功率的最小允许值转换成为放大辐射功率，在范围的上限αORMAx(cm-1)，通过工作电流强度的最大允许值，在辐射输入-输出区中，由输入辐射前端和输出放大辐射前端与激光异质结构的有源层平面垂直形成的角分别被指定为流入角ξ和流出角φ，在辐射输入-输出区中，输出辐射的总内部反射的角度被指定为反射角σ，取决于倾斜角Ψ3的输入角δ由选择流入角ξ等于流出角φ确定；角ξ和σ满足关系：ξ=arccos(neff/nIORI)和σ=arcsin(1/nIORq)考虑到从激光异质结构满足辐射流出的条件，激光异质结构的有效折射系数neff、连同辐射输入-输出区，辐射输入-输出区的折射系数nIORI满足关系：0＜arccosneff/nIORI≤arccosneff-min/nIORI，所以neff-min大于nmin，式中neff-min是用于激光异质结构多样性的所有可能的neff的最小值，在与辐射输入-输出区集合之后，就是实际的值，nmin是激光异质结构层的最小折射系数。