【技术实现步骤摘要】
一种激光泵浦铌酸锂光波导多波长混合集成光子器件
[0001]本专利技术涉及波导
，特别是涉及一种激光泵浦铌酸锂光波导多波长混合集成光子器件。
技术介绍
[0002]能将吸收的能量以光子形式释放的物质被称为发光材料，自然界中的发光物质众多，但多数为人工合成。通常发光材料都是由基质化合物和激活剂构成，其中一些过渡金属(Ag、Cu、Mn、Bi、Pb)和稀土元素充当了激活剂。而稀土发光材料是一种以人工合成的化合物作为基质，镧系稀土离子作为激活剂的发光材料。稀土元素共有17种，均位于周期表的第三副族。其中15种镧系元素位于同一周期，另外两个分别是钪元素和钇元素。由于稀土元素原子的4f或5d电子组态处于未充满状态，且外界对其具有屏蔽作用，因此稀土元素原子具有丰富的电子能级，能实现跃迁的能级通道接近二十万个，其中可观察到的谱线多达三万多条，因此稀土发光材料发光范围包含了紫外、可见和近红外光区域，这也是稀土发光材料的发光颜色极其丰富的原因之一，特别是在可见光范围内的发射效率很强，这种发光特性使稀土发光材料在整个发光材料的研究与应用中保持着主导地位。
[0003]LiNbO3是一种人工合成的压电材料，由于它的化学稳定性好、声子能量低、无毒、制备简单等优点，被广泛用于稀土发光材料的基质。掺杂稀土离子的铌酸锂晶体不仅具有铌酸锂晶体的非线性光学性质，还包含了稀土离子的激光特性，两者相结合就会获得更好的性能。目前，大多数铌酸锂基稀土发光材料是一些单掺杂的单色下转换发光，很少在同一基质中实现多色发光。
技术实现思路
>[0004]本专利技术提供一种激光泵浦铌酸锂光波导多波长混合集成光子器件，用于在同一基质材料增加发光模式，获得多模的动态防伪效果，在同一基质中实现多色转换发光，实现高级别的发光防伪策略。
[0005]为实现上述效果，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种DFB激光器阵列，包括若干DFB激光器，DFB激光器包括依次连接的n型GaAs盖层、n型Al
x
Ga1‑
x
As过渡层、n型Al
x
Ga1‑
x
As限制层、n型Al
x
Ga1‑
x
As波导层、量子阱有源区、p型Al
x
Ga1‑
x
As波导层、p型Al
x
Ga1‑
x
As限制层、p型Al
x
Ga1‑
x
As过渡层、p型GaAs盖层。
[0007]进一步的，所述DFB激光器上设置有p面金属电极和n面金属电极，p面金属电极和n面金属电极用于为DFB激光器提供电连接。
[0008]一种DFB激光器阵列的制备方法，包括以下步骤：采用MOCVD金属有机化学气相沉积的方法对DFB激光器进行外延生长，依次外延生长n型GaAs盖层，n型Al
x
Ga1‑
x
As过渡层，n型Al
x
Ga1‑
x
As限制层，n型Al
x
Ga1‑
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As波导层，量子阱有源区，p型Al
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Ga1‑
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As波导层，p型Al
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Ga1‑
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As限制层，p型Al
x
Ga1‑
x
As过渡层，p型GaAs盖层；外延生长完毕后，对DFB激光器进行光栅刻蚀；在DFB激光器的反射端面和出射端面分别蒸镀高反膜和增透膜，得到DFB激光器，
多个DFB激光器构成DFB激光器阵列。
[0009]需要说明的是，DFB激光器、p面金属电极和n面金属电极形成DFB激光芯片结构，DFB激光器通过p面金属电极和n面金属电极通电进行出光。p面金属电极和n面金属电极构成金属电极。铌酸锂光波导为脊波导。光栅采用Bragg光栅。
[0010]进一步的，n型GaAs盖层，掺杂浓度为1
×
10
17
～5
×
10
19
cm
‑3；n型Al
x
Ga1‑
x
As过渡层，掺杂浓度为5
×
10
17
～1
×
10
19
cm
‑3；n型Al
x
Ga1‑
x
As限制层，掺杂浓度为1
×
10
18
～1
×
10
19
cm
‑3；n型Al
x
Ga1‑
x
As波导层，不掺杂；量子阱有源区；p型Al
x
Ga1‑
x
As波导层，不掺杂；p型Al
x
Ga1‑
x
As限制层，掺杂浓度为1
×
10
18
～1
×
10
19
cm
‑3；p型Al
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Ga1‑
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As过渡层，掺杂浓度为5
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10
17
～1
×
10
19
cm
‑3；p型GaAs盖层，掺杂浓度为1
×
10
17
～5
×
10
20
cm
‑3；高反膜的材料为Ta2O5、Si、HfO2中的一种或多种，增透膜的材料为CeF3、MgF2、Al2O3、ZrO2中的一种或多种。
[0011]需要说明的是，Al
x
Ga1‑
x
As中的x取值范围为0＜x＜1。
[0012]需要说明的是，DFB激光器光栅周期、占空比、刻蚀深度根据实际需要确定。DFB激光器中的量子阱有源区的材料为GaAs、In
y
Ga1‑
y
As中的一种或多种，其中GaAs为势垒，In
y
Ga1‑
y
As为势阱，y的取值范围为0＜y＜1，y的具体取值取决于顶层铌酸锂光波导中的注入稀土离子泵浦所需的波长。所述DFB激光器为掩埋光栅DFB激光器、表面光栅DFB激光器、脊表面光栅DFB激光器、侧向耦合DFB激光器中的一种或多种。
[0013]一种绝缘体上铌酸锂光波导阵列，包括铌酸锂光波导阵列和SiO2层，铌酸锂光波导阵列包括若干铌酸锂光波导，所述铌酸锂光波导被SiO2层包裹，铌酸锂光波导上沉积有一层SiO2绝缘层以保护铌酸锂光波导；铌酸锂光波导包括依次连接的铌酸锂光波导输入端、第一锥形过渡波导、铌酸锂光波导传输段、第二锥形过渡光波导、铌酸锂光波导输出端，DFB激光器靠近铌酸锂光波导输入端用于将激光射入铌酸锂光波导输入端。
[0014]进一步的，所述铌酸锂光波导传输段内设有光栅，光栅包括前向光栅和后向光栅，前向光栅位置接本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种DFB激光器阵列，其特征在于，包括若干DFB激光器(13)，DFB激光器(13)包括依次连接的n型GaAs盖层、n型Al
x
Ga1‑
x
As过渡层、n型Al
x
Ga1‑
x
As限制层、n型Al
x
Ga1‑
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As波导层、量子阱有源区、p型Al
x
Ga1‑
x
As波导层、p型Al
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Ga1‑
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As限制层、p型Al
x
Ga1‑
x
As过渡层、p型GaAs盖层。2.根据权利要求1所述的一种DFB激光器阵列，其特征在于，所述DFB激光器(13)上设置有p面金属电极(11)和n面金属电极(12)，p面金属电极(11)和n面金属电极(12)用于为DFB激光器(13)提供电连接。3.一种DFB激光器阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用MOCVD金属有机化学气相沉积的方法对DFB激光器(13)进行外延生长，依次外延生长n型GaAs盖层，n型Al
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Ga1‑
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As过渡层，n型Al
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Ga1‑
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As限制层，n型Al
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Ga1‑
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As波导层，量子阱有源区，p型Al
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As波导层，p型Al
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Ga1‑
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As限制层，p型Al
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Ga1‑
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As过渡层，p型GaAs盖层；外延生长完毕后，对DFB激光器(13)进行光栅刻蚀；在DFB激光器(13)的反射端面和出射端面分别蒸镀高反膜和增透膜，得到DFB激光器(13)，多个DFB激光器(13)构成DFB激光器阵列。4.根据权利要求3所述的一种DFB激光器阵列的制备方法，其特征在于，n型GaAs盖层，掺杂浓度为1
×
10
17
～5
×
10
19
cm
‑3；n型Al
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Ga1‑
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As过渡层，掺杂浓度为5
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‑3；n型Al
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Ga1‑
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As限制层，掺杂浓度为1
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18
～1
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19
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‑3；n型Al
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Ga1‑
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As波导层，不掺杂；量子阱有源区；p型Al
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Ga1‑
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As波导层，不掺杂；p型Al
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Ga1‑
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As限制层，掺杂浓度为1
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18
～1
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19
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‑3；p型Al
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As过渡层，掺杂浓度为5
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10
17
～1
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19
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‑3；p型GaAs盖层，掺杂浓度为1
×
10
17
～5
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cm
‑3；高反膜的材料为Ta2O5、Si、HfO2中的一种或多种，增透膜的材料为CeF3、MgF2、Al2O3、ZrO2中的一种或多种。5.一种绝缘体上铌酸锂光波导阵列，其特征在于，包括铌酸锂光波导阵列和SiO2层(2)，铌酸锂光波导阵列包括若干铌酸锂光波导(100)，所述铌酸锂光波导(100)被SiO2层(2)包裹，铌酸锂光波导(100)上沉积有一层SiO2绝缘层以保护铌酸锂光波导(100)；所述铌酸锂光波导(100)包括依次连接的铌酸锂光波导输入端(101)、第一锥形过渡波导(102)、铌酸锂光波导传输段(103)、第二锥形过渡光波导(104)、铌酸锂光波导输出端(105)。6.根据权利要求5所述的一种绝缘体上铌酸锂光波导阵列，其特征在于，所述铌酸锂光波导传输段(103)内设有光栅，光栅包括前向光栅(9)和后向光栅(10)，前向光栅(9)位置接近第一锥形过渡波导(102)，后向光栅(10)位置接近第二锥形过渡光波导(104)。7.一种根据权利要求5～6任一项所述的绝缘体上铌酸锂光波导阵列的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：利用PECVD等离子体增强化学的...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄瑞，王青，赵东，于庆南，张黎可，李晓东，胡长雨，曹燚，任乐，李睿，
申请(专利权)人：无锡学院，
类型：发明
国别省市：
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