激光装置和用于制造激光装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种激光装置，其具有：经电吸收调制的激光器(11)，所述激光器具有激光器分段(111)和电吸收调制器分段(112)；用于为所述激光器分段(111)供给电流的电流源(17)；对于所述电流源(17)附加地设置的直流电压源(15)，经由所述直流电压源能够将直流电压(Vrev)施加到所述电吸收调制器分段(112)的二极管结构(1121)上；驱动器(13)，借助于所述驱动器能够为所述激光器(11)输送高频信号；电连接(14)，经由所述电连接将所述驱动器(13)与所述激光器(11)连接。根据本发明专利技术，经由在所述驱动器(13)和所述激光器(11)之间的电连接(14)存在直流连接并且所述驱动器构成为，使得在所述激光器(11)的所述电吸收调制器分段(112)中通过用所述激光器分段(111)的光照射所产生的光电流(Iphoto)至少部分地流向所述驱动器(13)并且至少分担所述驱动器(13)的能量供给。本发明专利技术还涉及一种用于制造激光装置的方法。

Laser devices and methods for manufacturing laser devices

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光装置和用于制造激光装置的方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的激光装置以及一种根据权利要求27的前序部分的用于制造激光装置的方法。
技术介绍
这种激光装置具有经电吸收调制的激光器(EML)，也就是说如下激光器，其具有用于产生激光辐射的激光器分段和用于调制在激光器分段中产生的激光辐射的电吸收调制器分段。具有EML的激光装置例如在US9,116,367B2中公开。
技术实现思路
本专利技术基于的问题是，尽可能高能效地运行具有EML的激光装置。所述问题通过提供具有权利要求1的特征的激光装置以及通过提供根据权利要求27的方法实现。本专利技术的改进方案在从属权利要求中给出。据此提供一种激光装置，其具有：-经电吸收调制的激光器(EML)，其具有激光器分段和电吸收调制器分段；-用于为激光器分段供给电流的电流源；-对于电流源附加地设置的直流电压源，经由所述直流电压源能够将直流电压施加到电吸收调制器分段的二极管结构上；-驱动器，借助于所述驱动器能够为激光器输送高频信号；-电连接，驱动器经由所述电连接与激光器连接，其中-经由电连接在驱动器和激光器之间存在直流连接、即DC耦合并且驱动器构成为，使得在激光器的电吸收调制器分段中通过用激光器分段的光照射所产生的光电流至少部分地流向驱动器并且至少分担驱动器的能量供给。由此，根据本专利技术的激光装置利用在激光器运行中产生的并且往常未被利用的光电流，由此减少要从外部输送给驱动器的能量或者甚至不必为驱动器输送附加的能量。借助于根据本专利技术的激光装置尤其能够实现高能效的光学传送器。根据本专利技术的一个设计方案，经由电连接在驱动器和激光器之间也存在高频连接，也就是说如下连接，经由其可将高频信号从驱动器传送至激光器。尤其，电连接是阻抗匹配的线路；例如是阻抗匹配于驱动器的输出阻抗和/或激光器的阻抗的线路。驱动器尤其包括驱动器电路，其还具有至少一个放大器。至少部分地用于馈送给驱动器的光电流在用光对激光器的电吸收调制器分段照射时产生，所述光在激光器的激光器分段中产生。驱动器例如是单端的(和进而尤其不是差分的)放大器。因此，高频信号尤其可通过如下方式输送给驱动器，即驱动器的输入端加载有随时间变化的电位，其中高频信号作为变化的电位与时间上基本上恒定的参考电位的差得出。可考虑的是，驱动器的另一输入端加载有参考电位(接地电位)。然而，本专利技术不限于将单端的放大器作为驱动器。也可考虑的是，驱动器包括其他驱动器电路；例如驱动器电路，其能够实现差分运行。尤其可考虑的是，驱动器构成为并且与激光器连接为，使得仅能够通过在激光器的电吸收调制器分段中产生的光电流为驱动器供给能量(经由直流连接)。还可能的是，由电流源生成的电流至少基本上不流入驱动器中。例如，驱动器构成为并且与激光器连接为，使得在如下情况下所述驱动器至少基本上也保持其放大特性：仅通过在激光器的电吸收调制器分段中产生的光电流为驱动器供给能量，也就是说，尤其在驱动器的直流电流供给仅仅经由直流连接和例如仅仅经由驱动器的与直流连接耦合的高频输出端进行的情况下如此。还可能的是，在电流源和电吸收调制器分段之间不存在电连接或在激光装置运行期间至少基本上构成不传导电流的电连接，例如仅经由激光器的至少一个掺杂的(由n掺杂的)半导体层。尤其，在电流源和驱动器之间也不存在电连接(除了可能的不传导电流的连接以外，例如经由掺杂的半导体层)。因此，不发生从激光器分段的电流源到驱动器中的电流流动。此外，在直流电压源和激光器分段之间也不会存在电连接或者构成无电流的电连接，尤其仅仅经由激光器的至少一个掺杂的半导体层。激光器分段和电吸收调制器分段的所述(尤其严格的)电隔离尤其也包括激光装置的构成用于运行激光器分段的电路与设计用于用调制信号加载电吸收调制器分段的电路的隔离。借助于这些电路的这种隔离可以避免在电路这些之间的干扰性的耦合，由此例如抑制光学的频率啁啾的产生。此外，借助于电压源，电吸收调制器分段的例如稳定的电压供给和/或工作点设定可以不受激光器分段运行影响。此外，激光器分段的电流源与驱动器的电隔离能够实现驱动器的仅或至少基本上仅借助于在电吸收调制器分段中生成的光电流进行电流供给和进而能够实现激光器的特别节约能量的运行。如上文已经提到，可考虑的是，驱动器的能量供给主要通过在激光器的电吸收调制器分段中产生的光电流进行。据此可能的是，存在单独的用于供给驱动器的电压源，除了光电流之外经由所述电压源将电能提供给驱动器。然而还可考虑的是，驱动器的能量供给至少基本上仅通过在激光器中生成的光电流进行并且例如取消用于供给驱动器的电压源。相应地，于是也可以弃用(昂贵的、高频关键的且要求空间的)高频去耦线圈，经由所述高频去耦线圈将外部的供给电压耦合输入到驱动器中。对高频去耦线圈的弃用尤其可以由于空间需求较小例如在具有多个根据本专利技术的激光装置的阵列的情况下是有利的。根据本专利技术的另一改进方案，激光装置构成为，使得至少基本上所有在激光器的电吸收调制器分段中产生的光电流被用于驱动器的能量供给。因此，根据该变型形式，基本上所有在EML中产生的光电流经由直流连接输送给驱动器。然而完全也可考虑的是，光电流的仅仅一部分流向驱动器并且例如光电流的另一部分用于馈送给激光装置的另一消耗器或者经由电阻流出。根据本专利技术的另一实施例，驱动器是行波放大器(“TravellingWaveAmplifier”——TWA)，其中光电流尤其传送给行波放大器的进行放大的晶体管。例如，各个放大器(晶体管)以单端配置构成并且例如相应地不以差分形式运行。然而，本专利技术不限于驱动器的特定的设计方案。更确切地说，原则上可以使用任何适合的驱动器(尤其放大电路)。适合的驱动器例如构成为并且与激光器连接为，使得当所述驱动器仅通过在激光器的电吸收调制器分段中产生的光电流供给以能量时，驱动器保持其放大特性，如上文已经阐述那样。也可能的是，根据本专利技术的激光装置具有阻抗匹配电路，所述阻抗匹配电路具有匹配电感、匹配电阻和/或直流隔离电容(例如通过直流隔离电容器“DC-Blocking-Kondensator”实现)。除了通过光电流的能量供给之外尤其在驱动器的电压供给中直流隔离电容还抑制尤其在驱动器的终端阻抗中的DC功率损耗。然而也可考虑的是，阻抗匹配电路不具有直流隔离电容。阻抗匹配电路尤其是激光器的一部分并且例如通过电吸收调制器分段构成或与其连接；尤其阻抗匹配电路与电吸收调制器分段的二极管结构耦合。然而也可考虑的是，阻抗匹配电路集成到驱动器和EML之间的电连接中；尤其阻抗匹配电路是柔性线路的组成部分，所述柔性线路构成电连接。通过将阻抗匹配电路移置于电连接中例如可以简化激光器的电吸收调制器分段的制造。例如可考虑的是，在制造具有多个根据本专利技术的激光装置的阵列时阻抗匹配电路移置于相应的电连接中。此外，根据本专利技术的激光装置的驱动器、电连接和激光器可以单片地集成，即这些器件尤其在共同的基板上构成。单片的集成例如可以借助于InP-、GaAs-、SiGe-、SiP-CMOS技术或类似技术实现。例如，在此情况下由于根据本专利技术的激光装置的能量需求减小而不一定需要驱动器和EML的热学去耦。然而也可考虑的是混合式构造，其中驱动器和EML设置在单独的基板上并且尤其经由同样单独地构成的电连接彼此连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光装置，具有：‑经电吸收调制的激光器(11)，其具有激光器分段(111)和电吸收调制器分段(112)；‑用于为所述激光器分段(111)供给电流的电流源(17)；‑对于所述电流源(17)附加地设置的直流电压源(15)，经由所述直流电压源能够将直流电压(Vrev)施加到所述电吸收调制器分段(112)的二极管结构(1121)上；‑驱动器(13)，借助于所述驱动器能够为所述激光器(11)输送高频信号；‑电连接(14)，经由所述电连接将所述驱动器(13)与所述激光器(11)连接，其特征在于，经由所述电连接(14)在所述驱动器(13)和所述激光器(11)之间存在直流连接并且所述驱动器构成为，使得在所述激光器(11)的所述电吸收调制器分段(112)中通过用所述激光器分段(111)的光照射所产生的光电流(Iphoto)至少部分地流向所述驱动器(13)并且至少分担所述驱动器(13)的能量供给。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.09 DE 102016224621.6;2017.01.26 DE 10201721.一种激光装置，具有：-经电吸收调制的激光器(11)，其具有激光器分段(111)和电吸收调制器分段(112)；-用于为所述激光器分段(111)供给电流的电流源(17)；-对于所述电流源(17)附加地设置的直流电压源(15)，经由所述直流电压源能够将直流电压(Vrev)施加到所述电吸收调制器分段(112)的二极管结构(1121)上；-驱动器(13)，借助于所述驱动器能够为所述激光器(11)输送高频信号；-电连接(14)，经由所述电连接将所述驱动器(13)与所述激光器(11)连接，其特征在于，经由所述电连接(14)在所述驱动器(13)和所述激光器(11)之间存在直流连接并且所述驱动器构成为，使得在所述激光器(11)的所述电吸收调制器分段(112)中通过用所述激光器分段(111)的光照射所产生的光电流(Iphoto)至少部分地流向所述驱动器(13)并且至少分担所述驱动器(13)的能量供给。2.根据权利要求1所述的激光装置，其特征在于，经由所述电连接(14)在所述驱动器(13)和所述激光器(11)之间也存在高频连接。3.根据权利要求2所述的激光装置，其特征在于，所述电连接(14)是匹配阻抗的线路。4.根据上述权利要求中任一项所述的激光装置，其特征在于，所述驱动器是单端的放大器。5.根据权利要求4所述的激光装置，其特征在于，能够通过如下方式为所述驱动器输送所述高频信号，即所述驱动器的输入端加载有随时间变化的电位，其中所述高频信号作为所述变化的电位与时间上基本上恒定的参考电位的差得出。6.根据权利要求5所述的激光装置，其特征在于，所述驱动器的另一输入端加载有所述参考电位。7.根据上述权利要求中任一项所述的激光装置，其特征在于，所述驱动器(13)构成为并且与所述激光器(11)连接为，使得所述驱动器(13)仅能够通过在所述激光器(11)的所述电吸收调制器分段(112)中产生的光电流(Iphoto)供给能量。8.根据上述权利要求中任一项所述的激光装置，其特征在于，由所述电流源(17)生成的电流至少基本上不流入所述驱动器(13)中。9.根据上述权利要求中任一项所述的激光装置，其特征在于，所述驱动器(13)构成为并且与所述激光器(11)连接为，使得当所述驱动器仅通过在所述激光器(11)的所述电吸收调制器分段(112)中产生的光电流(Iphoto)供给能量时，所述驱动器(13)保持其放大特性。10.根据上述权利要求中任一项所述的激光装置，其特征在于，在所述电流源(17)和所述电吸收调制器分段(112)之间不存在电连接或者构成在所述激光装置运行期间不传导电流的电连接，尤其仅经由所述激光器的至少一个掺杂的半导体层构成。11.根据上述权利要求中任一项所述的激光装置，其特征在于，在所述电流源(17)和所述驱动器(13)之间不存在电连接或者构成在所述激光装置的运行期间不传导电流的电连接，尤其仅经由所述激光器的至少一个掺杂的半导体层构成。12.根据上述权利要求中任一项所述的激光装置，其特征在于，在所述直流电压源(15)和所述激光器分段...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔政翰，海因茨冈特·巴赫，闫磊，
申请(专利权)人：弗劳恩霍夫应用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：德国,DE