專利名稱：激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光器。
在光學(xué)電信網(wǎng)中，例如需要具有窄的線寬輸出的激光器。這種激光器可被用在例如密集的不同波長被利用來傳送不同的信道場(chǎng)合下的波長分割多路系統(tǒng)中，或者被用在需要窄線寬的光源以避免彌散作用的高比特率的系統(tǒng)中。在半導(dǎo)體增益材料中帶有衍射光柵的分布反饋(DFB)半導(dǎo)體激光器，已被利用作這些應(yīng)用。這些分布反饋激光器的缺點(diǎn)在于，由于半導(dǎo)體材料的折射率與溫度有關(guān)，故其輸出波長隨其溫度變化而變化。這通常需要使用溫度控制器及相關(guān)的電子線路來穩(wěn)定分布反饋激光器的溫度，從而穩(wěn)定其輸出波長。
這個(gè)問題在光纖光柵激光器(FGL)中已在某些程度上被克服，其帶有透鏡的光纖(包括光纖中的光柵)與半導(dǎo)體激光二極管排成一行而構(gòu)成一短外腔激光器，例如可參見Bird等人發(fā)表在《ElectronicsLetters》，Vol.27，No.13，pp1115-1116，1991年6月20日上的文章“使用光纖光柵的窄譜線半導(dǎo)體激光光器”。在該器件中，激光二極管的最靠近帶透鏡光纖端的小平面是鍍了增透膜的，以致于激光作用發(fā)生在該激光二極管后小平面和光纖中的光柵之間。由于包括光柵在內(nèi)的大部分激光腔現(xiàn)在處于光纖而不是半導(dǎo)體材料中，故光纖光柵激光器輸出波長隨溫度的變化遠(yuǎn)比分布反饋激光器要低。
本申請(qǐng)人還曾發(fā)現(xiàn)，已知的光纖光柵激光器對(duì)于用在實(shí)際的光學(xué)電信網(wǎng)中并不適合，這是由于當(dāng)其驅(qū)動(dòng)電流或者溫度變化時(shí)，不僅其輸出波長而且其輸出功率都會(huì)不穩(wěn)定。
根據(jù)本發(fā)明提供的激光器，包括限定激光腔的第一和第二個(gè)反饋元件以及激光腔內(nèi)的增益介質(zhì)，該增益介質(zhì)具有第一和第二個(gè)小平面以及用來在上述第一和第二個(gè)小平面之間對(duì)于光輻射進(jìn)行導(dǎo)向的光波導(dǎo)，其中第二個(gè)反饋元件是波長選擇性的，且此光波導(dǎo)的構(gòu)形是以與第二個(gè)小平面的法線成一定角度對(duì)該光輻射進(jìn)行導(dǎo)向。
本申請(qǐng)人曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)，已知的光纖光柵激光器的不穩(wěn)定性，是由于在半導(dǎo)體激光二極管的后小平面和前小平面(即最靠近光纖的小平面)之間，以及在光纖光柵和前小平面之間形成了耦合腔的緣故。已知的光纖光柵激光器輸出的不穩(wěn)定性，被認(rèn)為是由于這些不同的耦合腔之間的模式競(jìng)爭(zhēng)(competition)。這種模式競(jìng)爭(zhēng)使已知的光纖光柵激光器在實(shí)際情況下變得不能使用，盡管在半導(dǎo)體激光二極管的前小平面上加了增透膜。當(dāng)已有技術(shù)的光纖光柵激光器被利用在系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，所遇到的實(shí)際問題是，這些耦合腔的振蕩模之間劇烈的模式跳躍，由于必然帶來巨大的輸出功率變化，所以將引起該系統(tǒng)誤碼率(BER)特性的變壞。
使用傾斜一定角度的小平面，尤其可以從《Electronics Letters》，vol.24，No.23，pp1439-1441，1988中了解到。在該文中，具有屋脊形(ridge)波導(dǎo)構(gòu)形的二極管放大器所具有的屋脊以10°角相對(duì)小平面的法線定位，“以便抑制被劈開(cleave)小平面的半導(dǎo)體激光器中顯然的內(nèi)部共振”。該器件與兩個(gè)外部反射器、一塊平面反射鏡和一塊蝕刻在光纖中的光柵一起使用。激光器被設(shè)計(jì)成主動(dòng)鎖模的。
使用傾斜一定角度的小平面來抑制法布里珀羅振蕩模，從稍遠(yuǎn)技術(shù)領(lǐng)域的超發(fā)光二極管中也可以了解到[它蓄意具有非常短的相干長度，通常為50μm，并不象半導(dǎo)體激光器(如在本發(fā)明中)通常具有約為2cm的相干長度]。
本發(fā)明通過提供一種能夠以與激光器中增益介質(zhì)的前一小平面的法線成一定角度對(duì)光輻射導(dǎo)向的光波導(dǎo)，試圖克服或者至少在某種程度上將這些問題減輕。在光波導(dǎo)和前小平面的法線之間提供以角度的作用在于，由此前小平面產(chǎn)生的有效反射將被減少。由于光輻射以與前一小平面法線成一定角度入射而產(chǎn)生的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)在于，來自此前小平面的反射很可能是對(duì)偏振敏感的。這就是說此小平面對(duì)于光波導(dǎo)的兩種正交偏振模的反射率很可能是不相同的。這被發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的激光器中是有利的，因?yàn)樗话凑找环N模式幫助激光器產(chǎn)生激光作用。
最好讓此光波導(dǎo)另外的構(gòu)形是使光輻射基本上平行于第一小平面的法線導(dǎo)向。當(dāng)?shù)谝环答佋怯稍鲆娼橘|(zhì)的第一個(gè)小平面提供時(shí)，這就尤其有利，因?yàn)樵谶@種情況下所需要的來自此第一(或者后方)小平面的高反射率很容易提供，例如簡(jiǎn)單地從譬如半導(dǎo)體/空氣界面之間的菲涅耳反射中提供。它還可能利用適當(dāng)?shù)腻兡硖岣叽诵∑矫娴姆瓷渎省?br> 最好讓此光波導(dǎo)的光路包括彎曲的部分。此彎曲的部分有利于實(shí)現(xiàn)該光波導(dǎo)基本上平行于第一小平面的法線，另一方法還滿足與第二小平面的法線成一定角度。當(dāng)這兩個(gè)小平面彼此平行時(shí)，這尤其有利。
最好讓此光波導(dǎo)與第二小平面法線之間的角度大于5°。該角度大于10°更為可取，約為12°則最為可取。
最好讓此光波導(dǎo)彎曲部分的曲率半徑在0.3mm和1mm之間。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際的半導(dǎo)體器件中，對(duì)于光波導(dǎo)的這一曲率半徑范圍，意味著在對(duì)第一小平面提供相當(dāng)大的角度以避免在該光波導(dǎo)彎曲部分造成波導(dǎo)損耗，和提供相當(dāng)長的增益介質(zhì)這種不相容的要求之間取得適當(dāng)?shù)钠胶狻?br> 雖然光纖中由光柵來提供第二個(gè)波長選擇性的反饋元件的一端可以包括透鏡，然而此光纖一端最好是劈開的。劈開了的光纖端部將使該光纖與增益介質(zhì)的對(duì)準(zhǔn)容差放寬。最為可取地是使光纖被劈開，使得被劈開的平面的法線與光纖軸線成一定角度。
最好讓增益介質(zhì)和第二個(gè)波長選擇性的反饋元件之間的對(duì)準(zhǔn)容差進(jìn)一步放寬，譬如通過在增益介質(zhì)中使用一種能夠改變波導(dǎo)中振蕩模從增益介質(zhì)第一小平面向第二小平面?zhèn)鞑r(shí)大小的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。最好讓該光波導(dǎo)包括申請(qǐng)人在1995年2月24日提出的，申請(qǐng)?zhí)枮镻CTGB95/00387的，涉及巨大光斑尺寸激光器的共同未決申請(qǐng)中所描述及要求保護(hù)的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。該申請(qǐng)?jiān)诖吮唤Y(jié)合作為參考。
除了由于光波導(dǎo)與增益介質(zhì)的前小平面構(gòu)成一定角度而使本發(fā)明的激光器具有偏振敏感性之外，最好通過選定光波導(dǎo)的尺寸以使對(duì)一種偏振膜比另一種偏振膜提供更高的增益來進(jìn)一步提高其偏振敏感性。
本發(fā)明的實(shí)施例，現(xiàn)在將僅通過實(shí)例和參照以下附圖進(jìn)行描述，其中，

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的光纖光柵激光器原理圖；圖2為表示現(xiàn)有技術(shù)的帶有總長約1cm、帶寬0.2mm的光柵和500μm長的半導(dǎo)體激光二極管的光纖光柵激光器的功率/電流(LI)特性的實(shí)驗(yàn)曲線圖；圖3表示本發(fā)明實(shí)施例的原理圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例生長半導(dǎo)體激光二極管的示意圖；圖5表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的激光器，其輸出功率對(duì)于驅(qū)動(dòng)電流的變化；圖6表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的激光器，其輸出波長對(duì)于驅(qū)動(dòng)電流的變化；圖7為表示激光作用的波長跨越光柵的反射率分布圖隨溫度移動(dòng)效果的原理圖；圖8為表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體激光二極管，其前小平面的反射率作為波導(dǎo)與該小平面法線之間角度的函數(shù)變化的理論曲線圖；圖9為反射放大器的簡(jiǎn)圖；圖10表示波長增益脈動(dòng)對(duì)于輸入小平面反射率關(guān)系的曲線圖；圖11表示對(duì)于在有源的錐形波導(dǎo)下面帶有無源的平面波導(dǎo)的復(fù)合波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的示意圖；圖12表示在155Mbit/s下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的激光器進(jìn)行的BER測(cè)量，既包括背對(duì)背的(方塊表示)，又包括在40km的光纖上(三角表示)，以及圖13為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體激光二極管照片的復(fù)印件。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的光纖光柵激光器的原理圖，它包括與帶有紫外寫入光纖中的光柵3的光纖2排成一行的半導(dǎo)體激光二極管1。半導(dǎo)體激光二極管1包括在其后小平面5和前小平面6間對(duì)光輻射導(dǎo)向的光波導(dǎo)4。后小平面5可鍍高反射率多層介質(zhì)膜，以便在對(duì)半導(dǎo)體/空氣界面菲涅耳反射外，提高它的反射率。此半導(dǎo)體激光二極管1的前小平6鍍以多層介質(zhì)增透膜。光纖2則包括在其靠近該半導(dǎo)體激光二極管1前小平面6一端的錐形的光纖透鏡7。此現(xiàn)有技術(shù)的光纖光柵激光器的激光作用特性，主要是由光纖光柵3的波長、反射率和帶寬決定的。然而本申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在利用這些器件作實(shí)驗(yàn)時(shí)，已有技術(shù)的光纖光柵激光器的功率/電流(LI)特性，顯示出約有0.6nm的振蕩模跳動(dòng)，它周期性地隨著光纖光柵激光器電流或者溫度的變化而發(fā)生。這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示在圖2中，由其可以看出，巨大的振蕩模跳動(dòng)的存在，是在光纖光柵激光器的驅(qū)動(dòng)電流增加時(shí)發(fā)生的，不過不是在該激光器的驅(qū)動(dòng)電流減小時(shí)發(fā)生的。并未對(duì)激光器施加溫度控制，然而電流是變化的。
如圖2表示的器件特性，通常并不認(rèn)為適合于用在電信網(wǎng)中，由于如下若干理由(a)大約0.5nm的振蕩模跳動(dòng)，當(dāng)在WDM系統(tǒng)中使用時(shí)將引起系統(tǒng)的控制問題；(b)輸出功率的巨大變化，將要求比所需要的要高的功率分配(budget)被結(jié)合在網(wǎng)路設(shè)計(jì)中；(c)器件的功率/電流特性中的遲滯現(xiàn)象，通常認(rèn)為是低標(biāo)準(zhǔn)激光器的證明。
對(duì)于功率/電流特性中振蕩模跳動(dòng)的原因，已被本申請(qǐng)人認(rèn)定是由于半導(dǎo)體激光二極管1的前后小平面以及光纖光柵3和半導(dǎo)體的前小平面6之間形成的耦合腔引起的。
當(dāng)啟動(dòng)現(xiàn)有技術(shù)的光纖光柵激光器時(shí)，圖2中表示的振蕩模跳動(dòng)是存在的，盡管在半導(dǎo)體激光二極管1的前小平面6上準(zhǔn)備有增透膜。半導(dǎo)體激光二極管上利用增透膜時(shí)可以達(dá)到的最好反射率約為10-4，然而即使這種程度的反射作用假定，被發(fā)現(xiàn)要使現(xiàn)有技術(shù)的光纖光柵激光器利用在電信系統(tǒng)中也是不能勝任的。而且10-4的反射率是難以達(dá)到的，并且僅僅以非常低的產(chǎn)額能夠達(dá)到。能以稍高的產(chǎn)額可以達(dá)到的更加典型的值是10-3。適合的增透膜的細(xì)節(jié)，可以在G.Eisenstein等人發(fā)表在《Applied Optics》，Vol.23，No.1，pp161-164，1984上的論文中找到。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光纖光柵激光器。此光纖光柵激光器包括在其前小平面6上面鍍有增透膜的半導(dǎo)體激光二極管1以及帶有光纖光柵3和錐形透鏡7的光纖2。該半導(dǎo)體激光二極管1中的光波導(dǎo)8包括三個(gè)部分，即與后小平面5的法線基本上平行的直線部分9，與前小平面6的法線構(gòu)成一定角度θ的直線部分11，以及連接兩直線部分9和11的曲線部分10。
半導(dǎo)體激光二極管1是采用標(biāo)準(zhǔn)的MOVPE半導(dǎo)體生長方法和掩模技術(shù)制造的。半導(dǎo)體激光二極管生長的工藝過程如下，參見圖4。
圖4a表示的平的晶片，包括有n-Inp基片12、2μm厚的InP緩沖層(S摻雜的3E18)13、0.15μm厚的無摻雜的pQ1.54活性層14，以及0.4μm厚的pInP(摻雜Zn的4E17)封頂層15。然后按照傳統(tǒng)方式利用一掩模掩蔽該平晶片，而且掩模被設(shè)計(jì)成限定一與該半導(dǎo)體激光二極管1的后小平面5和前小平面6適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)的波導(dǎo)8。參見圖4b，在沉積一SiO2層16之后，采用傳統(tǒng)的活性離子蝕刻法蝕刻出一與掩模確定的波導(dǎo)8對(duì)應(yīng)的臺(tái)面。然后利用厚度為0.6μm的pInP阻擋層17(摻雜Zn的6E17)和厚度為0.4μm的nInP阻擋層18(S摻雜的9E17)將此臺(tái)結(jié)構(gòu)過度生長。然后進(jìn)行第二階段的過度生長，以便形成分別為P-InP和P+InGaAs的兩個(gè)接觸層19和20。接觸層19包括相等厚度(0.75μm)的兩層，分別具有Zn摻雜態(tài)(Level)的8E17和Zn摻雜態(tài)的2E18。接觸層20具有0.1μm的厚度，而且是摻雜Zn的2E19。參見圖4e及4f，接觸層20隨后被掩膜及在波導(dǎo)的兩側(cè)向下蝕刻到基片，以在波導(dǎo)的兩則形成溝槽21。然后將此器件在pyrox22中按照傳統(tǒng)方式進(jìn)行涂敷，并且形成一接觸窗23，如圖4g所示。最后，對(duì)此器件進(jìn)行修磨，并且在基片上鍍以n型接觸的金屬的TiAu接頭24，在其上表面鍍以P型接觸的金屬的Ti/TiAu接頭25。該器件的其余尺寸如下總的器件寬度～200μm總的器件長度～500μm器件修磨后的厚度～90μm活性層的寬度～1.67μm兩溝槽間的寬度(內(nèi)側(cè)至內(nèi)側(cè))～20μm溝槽的寬度～5μm然后利用多介質(zhì)層對(duì)半導(dǎo)體激光二極管1的前小平面6鍍?cè)鐾改ぁ?br> 圖13為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體激光二極管照片的復(fù)印件。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體激光二極管1，隨后被耦合到帶有光纖光柵3(具有24％的反射率和0.2mm的帶寬)的光纖2上面。總的激光器腔長，即由光纖光柵3至半導(dǎo)體激光二極管1后小平面5的長度，約為1cm，其與0.05nm的自由光譜區(qū)對(duì)應(yīng)。該激光器無溫度控制的功率特性和波長變化，分別表示在圖5及6中。從這些圖中顯然可以看出，使用帶有光波導(dǎo)的半導(dǎo)體激光二極管，使光波導(dǎo)與其前小平面的法線構(gòu)成一定角度，便可得到具有更加線性的功率/電流特性曲線的激光器，而且不會(huì)受到振蕩模跳動(dòng)或者功率波動(dòng)的損害。
圖5中表示的功率/電流曲線對(duì)預(yù)期的線性響應(yīng)的輕微偏離，被認(rèn)為是由于溫度引起的、起因于激光作用的波長跨越光柵移動(dòng)而帶來的波長漂移所引起的結(jié)果。參見圖7，隨著波長跨越光柵反射率移動(dòng)，反射率將變化而使激光腔的性能(即腔的反饋和輸出端耦合)改變，其結(jié)果是使激光器的輸出功率變化。
圖5及6中表示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是針對(duì)本發(fā)明的光纖光柵激光器的，其所具有的光波導(dǎo)11和半導(dǎo)體激光二極管1前小平面6之間的角度θ為12°。具有θ角8°、10°、12°和14°的器件，已經(jīng)被制備出來并從理論上加以模擬。圖8表示前小平面的反射率作為波導(dǎo)11與前小平面法線之間角度θ函數(shù)的變化曲線圖。此理論曲線圖是建立在板塊波導(dǎo)模型上的。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，得出最好結(jié)果的角度約為12°。
為了對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體激光二極管的前小平面的反射率作出估算，作為放大器工作時(shí)該半導(dǎo)體激光二極管的波長脈動(dòng)程度已在理論上進(jìn)行模擬，并且通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過測(cè)量。
反射放大器基本上是一種半導(dǎo)體放大器，帶有一個(gè)非常低反射率的小平面和一個(gè)比較高反射率的平面反射鏡。它示意表示在圖9中。
光經(jīng)過一根單模光纖輸入具有效率η的器件中。輸入小平面的反射率為R1。放大器的單程增益為Gs，而且平面反射鏡的反射率為R2?？梢员硎?，該放大器總的反射增益G由下式給出G=(R1-GNR2)2+4GNR1R2sin2φ(1-R1R2GN)2+4GNR1R2sin2φ]]>其中位相項(xiàng)θ＝2ML/(λ-λ0)，L為激光器腔長，M為模數(shù)(整數(shù))，λ為信號(hào)的波長，λ0為最接近的脈動(dòng)峰的波長。在這種情況下，當(dāng)φ＝0，π時(shí)標(biāo)準(zhǔn)增益為最大，當(dāng)φ＝π/2，3π/2時(shí)為最小。G對(duì)φ的相關(guān)性給出增益的增長。增益的脈動(dòng)由下式給出∂G=(R1-GNR2)(1+GNR1R2)(R1+GNR2)(1-GNR1R2)]]>對(duì)于帶有反射率85％的后小平面和光纖增益為20dB的光纖的器件來說，增益脈動(dòng)隨輸入反射率的變化繪在圖10中。
通過對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體激光二極管1作為反射放大器工作時(shí)的波長增益的脈動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，有可能對(duì)其前小平面的反射率作出估算，其被估計(jì)約為5×10-5。
光波導(dǎo)8的寬度已經(jīng)變化，以便改變此半導(dǎo)體激光二極管1的偏振敏感性。寬度為1.2μm，1.44μm和1.79μm的光波導(dǎo)，已經(jīng)加工出來。帶有1.44μm寬的光波導(dǎo)的器件被發(fā)現(xiàn)運(yùn)行最好，能夠給出比帶有較小寬度波導(dǎo)的器件更好的偏振敏感性，因而能夠提高本發(fā)明實(shí)施例激光器的單模性質(zhì)。
為了改進(jìn)光纖2與半導(dǎo)體激光二極管1的對(duì)準(zhǔn)容差，建議將作為波導(dǎo)8的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)加工成包括復(fù)合的波導(dǎo)，被設(shè)計(jì)來增大被引導(dǎo)模從后小平面5向前小平面6傳播時(shí)的模式大小。這種復(fù)合波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)表示在圖11中。
圖5中表示的功率/電流特性，顯然克服了圖2中表示的已有技術(shù)的功率/電流特性中驗(yàn)明的所有缺陷。然后給定設(shè)想的工作環(huán)境，可以預(yù)期，即使本發(fā)明實(shí)施例的光纖光柵激光器，在該器件使用期限中的某一點(diǎn)也會(huì)遭受振蕩模跳動(dòng)和功率突變，如果不是建立在正規(guī)的基礎(chǔ)上。事實(shí)上如果約50℃的工作溫度范圍給定而沒有任何溫度控制，那么激光器的振蕩模跳動(dòng)非常難以避免。使用本發(fā)明實(shí)施例激光器時(shí)觀察到的波長跳動(dòng)，在改變器件溫度時(shí)被發(fā)現(xiàn)為≈0.05nm(跳動(dòng)的大小是由激光腔的自由光譜區(qū)決定的)。外腔振蕩模之間的跳動(dòng)，要比前面針對(duì)已有技術(shù)的光纖光柵激光器(其中前小平面的反射占優(yōu)勢(shì))描述的小得多。各振蕩模跳動(dòng)之間的功率變化，也比上述光纖光柵激光器中觀察到的小很多。除了振蕩模跳動(dòng)的區(qū)域之外，本發(fā)明實(shí)施例的激光器能在所有狀態(tài)下保持單一頻率工作，只有電流超過95mA觀察到多模工作區(qū)的情況除外。
對(duì)于本發(fā)明實(shí)施例的光纖光柵激光器所作的典型的BER測(cè)量表示在圖12中，所針對(duì)的是器件工作在其特性的穩(wěn)定的單模區(qū)中的情況。該器件的性能(既按背對(duì)背的測(cè)量，又越過40km的光纖)很容易滿足設(shè)想中的系統(tǒng)的要求，而且與分布反饋激光器的性能相匹敵。
而且還進(jìn)行一系列BER實(shí)驗(yàn)，其中該器件的溫度跨過為包含振蕩模跳動(dòng)所知的范圍擺動(dòng)。貫穿每一測(cè)量迅速上升溫度，以便模擬最惡劣的操作環(huán)境。與固定溫度下的誤碼率結(jié)果相比，在誤碼率方面只有略微變壞，這是由于兩振蕩模之間的跳動(dòng)引起的。當(dāng)進(jìn)行溫度掃描時(shí)，典型地是固定溫度下1×10-9的誤碼率將增加到6×10-9，這種變化量在通信網(wǎng)的功率分配中可以很容易地被接納。
權(quán)利要求
1.一種激光器，包括限定激光腔的第一和第二個(gè)反饋元件以及激光腔內(nèi)的增益介質(zhì)，該增益介質(zhì)具有第一和第二個(gè)小平面以及用來在上述第一和第二小平之間對(duì)于光輻射進(jìn)行導(dǎo)向的光波導(dǎo)，其中第二個(gè)反饋元件是波長選擇性的，且此光波導(dǎo)的構(gòu)形是以與第二個(gè)小平面的法線成一定角度對(duì)該光輻射進(jìn)行導(dǎo)向，并且其中光波導(dǎo)另外的構(gòu)形是對(duì)該光輻射基本上平行于第一小平面的法線進(jìn)行導(dǎo)向。
2.如權(quán)利要求1所述的激光器，其中，第一個(gè)反饋元件是由上述第一小平面上的反射膜提供的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的激光器，其中，光波導(dǎo)的光路包括彎曲的部分。
4.如權(quán)利要求3所述的激光器，其中，光波導(dǎo)的光路包括鄰近第一小平面的第一個(gè)基本上為直線的部分，以及鄰近第二小平面的第二個(gè)基本上為直線的部分，其中彎曲的部分位于上述兩直線部分之間。
5.如上述任一權(quán)利要求所述的激光器，其中，光波導(dǎo)與第二小平面法線之間的角度大于5°。
6.如上述任一權(quán)利要求所述的激光器，其中，光波導(dǎo)與第二小平面法線之間的角度大于10°。
7.如上述任一權(quán)利要求所述的激光器，其中，光波導(dǎo)與第二小平面法線之間的角度約為12°。
8.如權(quán)利要求3至7之一所述的激光器，其中，光波導(dǎo)彎曲部分的曲率半徑在0.3mm和1mm之間。
9.如上述任一權(quán)利要求所述的激光器，其中，波長選擇性反饋元件包括一光柵。
10.如權(quán)利要求9所述的激光器，其中，光柵是在光纖中的。
11.如權(quán)利要求10所述的激光器，其中，鄰近增益介質(zhì)第二小平面的光纖端部是被劈開了的端部。
12.如權(quán)利要求11所述的激光器，其中，光纖劈開平面的法線與光纖軸線成一定角度。
13.如權(quán)利要求10所述的激光器，其中，鄰近第二小平面的光纖端部包括有透鏡。
14.如上述任一權(quán)利要求所述的激光器，其中，第一反饋元件是由增益介質(zhì)的第一個(gè)小平面提供的。
15.如上述任一權(quán)利要求所述的激光器，其中，增益介質(zhì)的第二個(gè)小平面包括增透膜。
16.如上述任一權(quán)利要求所述的激光器，其中，光波導(dǎo)支持具有正交偏振的兩種模式，并且被加工成所需要的尺寸，以便為一種模式提供比另一種模式更高的增益。
17.如上述任一權(quán)利要求所述的激光器，其中，增益介質(zhì)乃是半導(dǎo)體激光二極管。
18.如權(quán)利要求17所述的激光器，其中，光波導(dǎo)包括一種波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)隨波導(dǎo)中的振蕩模由增益介質(zhì)的第一小平面向第二小平面?zhèn)鞑r(shí)將改變?cè)撜袷幠５拇笮　?br> 19.如權(quán)利要求18所述的激光器，其中，半導(dǎo)體激光二極管包括一復(fù)合的光波導(dǎo)，此復(fù)合波導(dǎo)具有第一個(gè)不旋光(optically passive)的平面波導(dǎo)和第二個(gè)旋光的(optically active)波導(dǎo)；其中上述第二個(gè)波導(dǎo)在基本上平行于上述第一波導(dǎo)平面的方向上，沿第二波導(dǎo)靠近半導(dǎo)體激光二極管第二小平面處長度的基本部分為錐形的，以使此復(fù)合波導(dǎo)支持的光學(xué)振蕩基模的大小沿其靠近第二小平面處的長度增大。
全文摘要
一種激光器,包括限定激光腔的第一和第二個(gè)反饋元件以及激光腔內(nèi)的增益介質(zhì),該增益介質(zhì)具有第一和第二個(gè)小平面(5,6)以及用來在上述第一和第二小平面之間對(duì)于光輻射進(jìn)行導(dǎo)向的光波導(dǎo)(8),其中第二個(gè)反饋元件是波長選擇性的,而且光波導(dǎo)(8)的構(gòu)形是以與第二小平面(6)的法線成一定角度θ對(duì)該光輻射進(jìn)行導(dǎo)向。
文檔編號(hào)H01S5/14GK1177421SQ9619236
公開日1998年3月25日 申請(qǐng)日期1996年3月7日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月7日
發(fā)明者R·J·卡姆貝爾, R·瓦特, G·謝爾若克, J·R·阿爾米塔格, M·C·布里爾萊, R·A·佩尼, D·威廉斯, M·J·羅伯森, H·J·維克斯 申請(qǐng)人:英國電訊公司