激光装置、激光模块、半导体激光器及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了激光装置、激光模块、半导体激光器及其制造方法。该半导体激光器具有：第一衍射光栅区域，其具有段，具有增益，并具有反射光谱的第一离散峰值；第二衍射光栅区域，其具有彼此结合的多个段，并具有反射光谱的第二离散峰值。各段具有衍射光栅和间隔区域。衍射光栅的栅距彼此基本相等。第二离散峰值的波长间隔与第一离散峰值的不同。当第一离散峰值的给定峰值与第二离散峰值的给定峰值之间的关系改变时，第一离散峰值的给定峰值的一部分与第二离散峰值的给定峰值的一部分重叠。位于第一或第二衍射光栅区域中的第一段的光程要比第一和第二衍射光栅区域的其它段的光程短或长第一衍射光栅区域的所述衍射光栅的半个栅距的奇数倍。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的来说涉及激光装置、激光模块、半导体激光器以及该半导体激光器的制造方法。
技术介绍
通常，波长可变型半导体激光器具有拥有激光增益的半导体元件和波长可选型半导体元件。半导体激光器例如具有采样光栅分布反馈激光器(SG-DFB)区域和采样光栅分布反射器(SG-DR)区域。 半导体激光器利用微变效应(vernier effect)发射期望的激光。即，在半导体激光器中，以一波长发射激光，在该波长处SG-DFB区域的纵模光谱与SG-DR区域的反射光谱相对应。因此，可以通过控制SG-DFB区域的纵模光谱和SG-DR区域的反射光谱来发射期望的激光。 然而，在半导体激光器中，在SG-DR区域和SG-DFB区域的衍射光栅的设计波长范围内，在入射到SG-DR区域和SG-DFB区域的光和由该衍射光栅反射的光之间产生了90度的相位差。因此，在该设计波长范围内，在谐振器内沿彼此相反的方向发送的光之间产生了180度的相位差。因此，期望波长的光被抵消并且可能发射不出激光。 另一方面，该衍射光栅中的相位差从该衍射光栅的设计波长向较短波长或较长波长偏移了90度的波长偏移量。可能发射不出单波长激光。
技术实现思路
本专利技术提供了一种能够发射期望波长的激光的半导体激光器。 根据本专利技术的一个方面，优选地提供了一种半导体激光器，所述半导体激光器包括第一衍射光栅区域和第二衍射光栅区域。所述第一衍射光栅区域具有彼此结合的多个段，具有增益，并且具有反射光谱的第一离散峰值。每个所述段都具有衍射光栅和间隔区域。所述第二衍射光栅区域与所述第一衍射光栅区域相结合，具有彼此结合的多个段，并且具有反射光谱的第二离散峰值。每个所述段都具有衍射光栅和间隔区域。所述衍射光栅的栅距与所述第一衍射光栅区域的所述衍射光栅的栅距基本相同。所述第二离散峰值的波长间隔与所述第一离散峰值的波长间隔不同。在所述第一离散峰值的给定峰值与所述第二离散峰值的给定峰值之间的关系改变的情况下，所述第一离散峰值的所述给定峰值的一部分与所述第二离散峰值的所述给定峰值的一部分重叠。位于所述第一衍射光栅区域或所述第二衍射光栅区域中的第一段的光程要比所述第一衍射光栅区域和所述第二衍射光栅区域的其它段的光程短或长所述第一衍射光栅区域的所述衍射光栅的半个所述栅距的奇数倍。 采用上述结构，当所述衍射光栅反射入射到所述第一衍射光栅区域的光时，所述光的相位改变了90度。当所述衍射光栅反射入射到所述第二衍射光栅区域的光时，所述光的相位改变了90度。由所述第一衍射光栅区域的所述衍射光栅反射的光的相位与由所述第二衍射光栅区域的所述衍射光栅反射的光的相位相差了180度。所述第一衍射光栅区域的所述衍射光栅的半个所述栅距的奇数倍与90度的相位差相对应。因此，当光在所述第一段中来回传播时，光的相位改变了180度。因此，这些光之间的相位差基本是零，所述光在所述第一衍射光栅区域和所述第二衍射光栅区域中沿相反的方向传播。当所述第一离散峰值的所述给定峰值的一部分与所述第二离散峰值的所述给定峰值的一部分重叠时，所述半导体激光器发射期望波长的激光。 根据本专利技术的另一方面，优选地提供了一种半导体激光器的制造方法。所述方法包括将光刻胶涂覆在半导体层上；将衍射光栅图案曝光到所述光刻胶；将具有多个间隔区域的图案曝光到所述光刻胶；以及把通过将所述光刻胶显影而形成的光刻胶图案转印到所述半导体层上，所述衍射光栅图案具有光程为衍射光栅的栅距的奇数倍的凸部或凹部，所述间隔区域将所述衍射光栅图案分离。 采用上述结构，所述光刻胶被涂覆在所述半导体层上。所述衍射光栅图案被曝光到所述光刻胶。与所述间隔区域相对应的图案被曝光到所述光刻胶。所述光刻胶图案被转印到所述半导体层上。在这种情况下，可以制造出一种半导体激光器，所述半导体激光器具有衍射光栅图案，所述衍射光栅图案具有凸部或凹部，所述凸部或凹部的光程是衍射光栅的半个所述栅距的奇数倍。 根据本专利技术的另一方面，优选地提供了一种激光模块，所述激光模块包括半导体激光器、反射光谱可变部和端子。所述半导体激光器具有第一衍射光栅区域和第二衍射光栅区域。所述第一衍射光栅区域具有彼此结合的多个段，具有增益，并且具有反射光谱的第一离散峰值。所述第二衍射光栅区域与所述第一衍射光栅区域相结合，具有彼此结合的多个段，并且具有反射光谱的第二离散峰值。每个所述段都具有衍射光栅和间隔区域。所述第二衍射光栅区域的所述衍射光栅的栅距与所述第一衍射光栅区域的所述衍射光栅的栅距基本相同。所述第二离散峰值的波长间隔与所述第一离散峰值的波长间隔不同。在所述第一离散峰值的给定峰值与所述第二离散峰值的给定峰值之间的关系改变的情况下，所述第一离散峰值的所述给定峰值的一部分与所述第二离散峰值的所述给定峰值的一部分重叠。反射光谱可变部至少改变所述第一离散峰值或所述第二离散峰值。所述端子用于控制所述反射光谱可变部。位于所述第一衍射光栅区域或所述第二衍射光栅区域中的第一段的光程要比所述第一衍射光栅区域和所述第二衍射光栅区域的其它段的光程短或长所述第一衍射光栅区域的所述衍射光栅的半个所述栅距的奇数倍。 采用上述结构，当所述衍射光栅反射入射到所述第一衍射光栅区域的光时，所述光的相位改变了90度。当所述衍射光栅反射入射到所述第二衍射光栅区域的光时，所述光的相位改变了90度。由所述第一衍射光栅区域的所述衍射光栅反射的光的相位与由所述第二衍射光栅区域的所述衍射光栅反射的光的相位相差了180度。所述第一衍射光栅区域的所述衍射光栅的半个所述栅距的奇数倍与90度的相位差相对应。因此，当光在所述第一段中来回传播时，光的相位改变了180度。因此，这些光之间的相位差基本是零，所述光在所述第一衍射光栅区域和所述第二衍射光栅区域中沿相反的方向传播。另外，当通过所述端子从外部控制所述反射光谱可变部时，可以控制所述第一衍射光栅区域和所述第二衍射光栅区域的离散峰值。所述半导体激光器发射期望波长的激光。 根据本专利技术的另一方面，优选地提供了一种激光装置，所述激光装置包括半导体激光器、反射光谱可变部和控制器。所述半导体激光器具有第一衍射光栅区域和第二衍射光栅区域。所述第一衍射光栅区域具有彼此结合的多个段，具有增益，并且具有反射光谱的第一离散峰值。所述第二衍射光栅区域与所述第一衍射光栅区域相结合，具有彼此结合的多个段，并且具有反射光谱的第二离散峰值。每个所述段都具有衍射光栅和间隔区域。所述第二衍射光栅区域的所述衍射光栅的栅距与所述第一衍射光栅区域的所述衍射光栅的栅距基本相同。所述第二离散峰值的波长间隔与所述第一离散峰值的波长间隔不同。在所述第一离散峰值的给定峰值与所述第二离散峰值的给定峰值之间的关系改变的情况下，所述第一离散峰值的所述给定峰值的一部分与所述第二离散峰值的所述给定峰值的一部分重叠。反射光谱可变部至少改变所述第一离散峰值或所述第二离散峰值。控制器控制所述反射光谱可变部。位于所述第一衍射光栅区域或所述第二衍射光栅区域中的第一段的光程要比所述第一衍射光栅区域和所述第二衍射光栅区域的其它段的光程短或长所述第一衍射光栅区域的所述衍射光栅的半个所述栅距的奇数倍。 采用上述结构，当所述衍射光栅反射入射到所述第一衍射光栅区域的光时，所述光的相位改变了90度。当所述衍射光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光器，所述半导体激光器包括：第一衍射光栅区域，其具有彼此结合的多个段，具有增益，并且具有反射光谱的第一离散峰值，每个所述段都具有衍射光栅和间隔区域；以及第二衍射光栅区域，其与所述第一衍射光栅区域相结合，具 有彼此结合的多个段，并且具有反射光谱的第二离散峰值，每个所述段具有衍射光栅和间隔区域，所述衍射光栅的栅距与所述第一衍射光栅区域的所述衍射光栅的栅距基本相同，所述第二离散峰值的波长间隔与所述第一离散峰值的波长间隔不同， 在所述第一离散峰值的给定峰值与所述第二离散峰值的给定峰值之间的关系改变的情况下，所述第一离散峰值的所述给定峰值的一部分与所述第二离散峰值的所述给定峰值的一部分重叠，其中，位于所述第一衍射光栅区域或所述第二衍射光栅区域中的第一 段的光程要比所述第一衍射光栅区域和所述第二衍射光栅区域的其它段的光程短或长所述第一衍射光栅区域的所述衍射光栅的半个所述栅距的奇数倍。

【技术特征摘要】
JP 2005-12-27 2005-376050;JP 2006-11-24 2006-31688的适当范围和清楚意思的情况下，允许对本发明进行修改、变型和改变。 本发明基于在2005年12月27日提交的第2005-376050号日本专利申请和在2006年11月24日提交的第2006-316887号日本专利申请，通过引用将其整个公开合并于此。权利要求1.一种半导体激光器，所述半导体激光器包括第一衍射光栅区域，其具有彼此结合的多个段，具有增益，并且具有反射光谱的第一离散峰值，每个所述段都具有衍射光栅和间隔区域；以及第二衍射光栅区域，其与所述第一衍射光栅区域相结合，具有彼此结合的多个段，并且具有反射光谱的第二离散峰值，每个所述段具有衍射光栅和间隔区域，所述衍射光栅的栅距与所述第一衍射光栅区域的所述衍射光栅的栅距基本相同，所述第二离散峰值的波长间隔与所述第一离散峰值的波长间隔不同，在所述第一离散峰值的给定峰值与所述第二离散峰值的给定峰值之间的关系改变的情况下，所述第一离散峰值的所述给定峰值的一部分与所述第二离散峰值的所述给定峰值的一部分重叠，其中，位于所述第一衍射光栅区域或所述第二衍射光栅区域中的第一段的光程要比所述第一衍射光栅区域和所述第二衍射光栅区域的其它段的光程短或长所述第一衍射光栅区域的所述衍射光栅的半个所述栅距的奇数倍。2.如权利要求1所述的半导体激光器，其中，所述第二衍射光栅区域的所述段中的至少两个的光程彼此相差了所述第二衍射光栅区域的所述衍射光栅的所述栅距的整数倍。3.如权利要求1所述的半导体激光器，其中，所述第一段是所述第一衍射光栅区域的位于所述第一衍射光栅区域与所述第二衍射光栅区域之间的边界侧的两个段之一，或者是所述第二衍射光栅区域的位于所述第一衍射光栅区域与所述第二衍射光栅区域之间的边界侧的两个段之一。4.如权利要求1所述的半导体激光器，其中所述第二衍射光栅区域具有反射光谱可变部，所述反射光谱可变部改变所述第二衍射光栅区域的反射光谱的峰值；以及所述反射光谱可变部具有电极，并且是能够根据提供给所述电极的电流来控制温度的加热器。5.如权利要求1所述的半导体激光器，所述半导体激光器还包括光吸收器或光放大器，所述光吸收器或光放大器位于所述半导体激光器的端面与所述第一衍射光栅区域之间，或者位于所述半导体激光器的端面与所述第二衍射光栅区域之间。6.如权利要求1所述的半导体激光器，其中，所述第一段的截面形状与所述其它段的截面形状不同，并且所述第一段的光程与所述其它段的光程相差了所述第一衍射光栅区域的所述衍射光栅的半个所述栅距的奇数倍。7.如权利要求6所述的半导体激光器，其中所述第一段的至少一部分是小宽度部或大宽度部；以及所述第一段的光程与所述其它段的光程相差了所述第一衍射光栅区域的半个所述栅距的奇数倍。8.如权利要求1所述的半导体激光器，其中，所述第一段在其所述间隔区域的底部的至少一部分上具有凸部或凹部，并且所述第一段的光程与所述其它段的光程相差了所述第一衍射光栅区域的所述衍射光栅的半个所述栅距的奇数倍。9.如权利要求1所述的半导体激光器，其中所述第一段的至少一部分是具有与所述其它段的等效折射率不同的等效折射率的区域；以及所述第一段的光程与所述其它段的光程相差了所述第一衍射光栅区域的所述衍射光栅的半个所述栅距的奇数倍。10.一种半导体激光器的制造方法，所述方法包括将光刻胶涂覆在半导体层上；将衍射光栅图案曝光到所述光刻胶，所述衍射光栅图案具有光程为衍射光栅的栅距的奇数倍的凸部或凹部；将具有多个间隔区域的图案曝光到所述光刻胶，所述间隔区域将所述衍射光栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤井卓也，
申请(专利权)人：优迪那半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]