本发明专利技术提供了一种分布式反馈激光器及其制备方法。该分布式反馈激光器，包括自下而上沉积于衬底上的以下各层：下限制层、下波导层、有源区、上波导层、上限制层和欧姆接触层；分布式反馈激光器的中部两侧刻蚀有沟槽，沟槽的底部形成于欧姆接触层与有源区之间的任意位置；在分布式反馈激光器的中部，两沟槽之间形成脊形波导结构，该脊型波导结构的两侧面形成分布式反馈光栅。本发明专利技术分布式反馈激光器可以减少外延的次数，避免了因多次外延引入的误差。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学行业激光器
，尤其涉及ー种。
技术介绍
掺铒光纤超荧光光源(ED-SFS)以其优异的性能已经成为高精度光纤陀螺的首选光源，而作为ED-SFS的核心部件，泵浦激光器也就自然成为研究的热点。其中，980nm的泵浦源由于具有较高的泵浦效率而被广泛关注。传统的980nm激光器，采用FP(法布里-珀罗)腔脊波导结构，在全温范围内，输出极不稳定，其波长变化量超过20nm，而且边模抑制比也很低。在提高边模抑制比方面，国内外最普遍采用的是分布式反馈(DistributedFeedback，简称DFB)结构。图I为现有技术分布式反馈激光器的结构示意图。如图I所示，该激光器包括自上而下依次沉积于衬底101上的以下各层下限制层102 ;下波导层103 ；有源区104 ;上波导层106 ;布拉格光栅105 ;上限制层107 ;包层108 ;欧姆接触层109。对于图I所示的分布式反馈激光器，下限制层102 ;下波导层103 ;有源区104和上波导层106是在第一次外延エ艺中形成的。在第一次外延エ艺形成后，将外延片取出，通过电子束曝光和反应离子刻蚀的方法，形成布拉格光栅105。而后，将外延片重新放入沉积腔内，进行第二次外延エ艺，形成上限制层107 ;包层108和欧姆接触层109。可见，由于在外延生长至上波导层后要制作布拉格光栅，必须要采用第二次外延，对エ艺的要求极为苛刻，外延材料的生长难度大，成品率很低，器件性能的稳定性和可靠性很差。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题为解决上述的一个或多个问题，本专利技术提供了ー种，減少外延的次数，避免了因多次外延引入的误差，提高精度，提高成品率，降低成本。( ニ )技术方案根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种分布式反馈激光器，包括自下而上沉积于衬底上的以下各层下限制层、下波导层、有源区、上波导层、上限制层和欧姆接触层；分布式反馈激光器的中部两侧刻蚀有沟槽，沟槽的底部形成于欧姆接触层与有源区之间的任意位置；在分布式反馈激光器的中部，两沟槽之间形成脊形波导结构，该脊型波导结构的两侧面形成分布式反馈光柵。根据本专利技术的另ー个方面，还提供了ー种分布式反馈激光器的制备方法，包括在衬底自下而上沉积下限制层、下波导层、有源区、上波导层、上限制层和欧姆接触层；在分布式反馈激光器的中部两侧刻蚀沟槽，沟槽的底部至欧姆接触层以下，有源区以上的任意位置，从而在两沟槽之间形成脊形波导结构；以及在脊型波导结构的两侧面形成分布式反馈光柵。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术具有以下有益效果I、本专利技术中，在脊波导两侧制作侧向耦合DFB光栅，通过包覆层中光栅与有源区光场的侧向耦合机制实现分布反馈，保证较高边模抑制比的同时具有更稳定的光输出，避免了传统DFB激光器在制作过程中二次外延エ艺的使用，这将大大筒化工艺，从而降低制作难度和成本，并有效提高成品率；2、本专利技术中，上波导层和下波导层采用线性缓变折射率结构，将载流子的复合和光场的传输分别限制在不同的区域，从而极大的降低了腔面的光功率密度，提高了腔面损伤阈值(Catastrophic Optical Damage,简称 COD)。·附图说明图I是现有技术脊波导分布式反馈激光器的结构示意图；图2是本专利技术实施例侧向耦合脊波导分布式反馈激光器的结构示意图；图3是本专利技术实施例侧向耦合脊波导分布式反馈激光器制备方法的流程图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并參照附图，对本专利技术进ー步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。且在附图中，以简化或是方便标示。再者，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属
中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的參数的示范，但应了解，參数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。在本专利技术的一个示例性实施例中，提出了ー种侧向耦合脊波导分布式反馈激光器。图2为本专利技术实施例侧向耦合脊波导分布式反馈激光器的结构示意图。如图2所示，本实施例侧向耦合脊波导分布式反馈激光器包括自上而下沉积于衬底201上的以下各层下限制层204、下波导层205、有源区206、上波导层207、上限制层208和欧姆接触层210。其中，所述侧向耦合脊波导分布式反馈激光器的中部两侧刻蚀沟槽，沟槽的底部至所述欧姆接触层以下，所述有源区以上的任意位置；在两沟槽之间形成脊形波导结构211，该脊型波导结构211的两侧面形成分布式反馈光栅212。在图2所示的侧向耦合脊波导分布式反馈激光器中，如果沟槽的底部低于有源区，则会造成激光器不能正常出光，而如果沟槽的底部只到欧姆层，则该脊型波导结构211两侧面的分布式反馈光栅212不能与有源区光场实现分布式反馈。而在本专利技术优选的实施例中，沟槽的底部至上限制层内的一位置，这样的话，通过对注入载流子的侧向限制和载流子侧向扩散的限制能降低器件的阈值电流，同时能实现侧向基模工作，易于和光纤实现高效率耦合。如图2所示，脊形波导结构211为采用光刻和干法刻蚀技术刻蚀得到的一个条形结构，脊形波导结构的脊宽为介于2μπι至4μπι之间，优选为2. 5 μ m，两边沟槽的宽度介于10 μ m至30 μ m之间，优选为20 μ m。侧向耦合DFB光栅212为采用纳米压印技术和干法刻蚀技术制作在脊形波导211的两侧，其宽度介于O. 4 μ m至O. 6 μ m之间,优选为O. 5 μ m。此夕卜，分布式反馈光栅的级数介于I至3级之间，周期介于440nm至480nm之间。优选地，侧向耦合DFB光栅为3级光栅，周期为460nm。本实施例中，下限制层204、下波导层205、有源区206、上波导层207、上限制层208、、欧姆接触层210等均通过一次外延形成，而分布式反馈光栅212在该外延エ艺之后形成，从而避免了传统DFB激光器在制作过程中二次外延エ艺的使用，这将大大筒化工艺，从而降低制作难度和成本，并有效提高成品率。在图2所示的侧向耦合脊波导分布式反馈激光器中，衬底201为(100)面的n-GaAs材料，该衬底201用于在其上外延生长激光器各层材料。下限制层204为n-Al0.35Ga0.65As材料，其厚度为I. 5 μ m ;上限制层208为p-Al0.35Ga0.65As材料，其厚度为I. 5 μ m ;欧姆接触层210为P+-GaAs材料，其厚度为200nm。在本专利技术进一步优选的实施例中，下波导层205和上波导层207采用线性缓变折 射率结构，从有源区206向外，下波导层205和上波导层207的折射率逐渐减小。优选地，下波导层205为Ala35Itl5GaAs材料，其厚度为70nm，Al组分由O. 35至O. 05线性缓变。上波导层207为Al0.05_0.35GaAs材料，其厚度为70nm, Al组分由O. 05至O. 35线性缓变。上波导层和下波导层采用线性缓变折射率结构，将载流子的复合和光场的传输分别限制在不同的区域，从而极大的降低了腔面的光功率密度，提高了腔面损伤阈值此外，如图2所示，在衬底201和下限制层204之间，还具有缓冲层202和下组分缓冲层203。缓冲层202和下组分缓冲层203用于调节衬底和下限制层之本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种分布式反馈激光器，包括自下而上沉积于衬底上的以下各层：下限制层、下波导层、有源区、上波导层、上限制层和欧姆接触层；所述分布式反馈激光器的中部两侧刻蚀有沟槽，所述沟槽的底部形成于所述欧姆接触层与所述有源区之间的任意位置；在所述分布式反馈激光器的中部，两所述沟槽之间形成脊形波导结构，该脊型波导结构的两侧面形成分布式反馈光栅。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭文涛，谭满清，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：
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