時當(dāng)間隔大于 0.4um時輸出光相位差穩(wěn)定在π相位，當(dāng)間隔小于〇.4um時π相位親合器3卻非常敏感。 最終選定在間隔為〇.4um的時候相位差為π相位。
[0057] 如圖14所示是本發(fā)明的基于耦合器的硅基異質(zhì)集成可調(diào)諧激光器中的π/2相位 耦合器5的實(shí)例，該π/2相位耦合器由2根并排排列中間有一定間距的波導(dǎo)構(gòu)成，通過選 取不同的波導(dǎo)長度，即可獲得不同的耦合比。
[0058] 上述實(shí)施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制。在本發(fā)明的精神和 權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于耦合器的硅基異質(zhì)集成可調(diào)諧激光器，其特征在于：包括內(nèi)部帶有增益區(qū) 的有源諧振腔（1)，無源選模腔（2);無源選模腔（2)內(nèi)的模斑轉(zhuǎn)換器（23)的一端與內(nèi)部帶 有增益區(qū)的有源諧振腔（1)連接；無源選模腔（2)，包括傳輸波導(dǎo)（24)，π相位耦合器（3) 和無源環(huán)形諧振腔（4) ;π相耦合器（3)有四個端口，第一端口經(jīng)第二調(diào)諧區(qū)（21)與第一 反射鏡（22)連接，第二端口經(jīng)傳輸波導(dǎo)（24)與模斑轉(zhuǎn)換器（23)的另一端連接；第三端口 第四端口分別與無源環(huán)形諧振腔（4)連接，無源環(huán)形諧振腔（4)內(nèi)有第一調(diào)諧區(qū)（41);第 一調(diào)諧區(qū)（41)的光程占無源環(huán)形諧振腔（4)的總光程的比例和第二調(diào)諧區(qū)（21)的光程占 內(nèi)部帶有增益區(qū)的有源諧振腔（1)和無源選模腔（2)內(nèi)的傳輸波導(dǎo)（24)的總光程的比例 相等。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于耦合器的硅基異質(zhì)集成可調(diào)諧激光器，其特征在 于：所述內(nèi)部帶有增益區(qū)的有源諧振腔（1)是環(huán)形諧振腔或法布里-珀羅諧振腔，是基于有 源量子阱材料，輸出TE模，通過倒裝焊接或鍵合將增益芯片異質(zhì)集成到基于SOI材料的無 源選模腔（2)上；所述第一調(diào)諧區(qū)（41)和第二調(diào)諧區(qū)（21)通過各自電極正向注入電流或 施加反向電壓實(shí)現(xiàn)電調(diào)諧，或通過鍍上鎳鉻合金并注入正向電流來實(shí)現(xiàn)熱調(diào)諧；所述η相 位耦合器（3)，由三根由等間距排列的波導(dǎo)構(gòu)成，或多模干涉耦合器來實(shí)現(xiàn)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于耦合器的硅基異質(zhì)集成可調(diào)諧激光器，其特征在 于：所述模斑轉(zhuǎn)換器（23)，采用漸變波導(dǎo)寬度的楔形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)有源量子阱波導(dǎo)和 無源SOI波導(dǎo)的模斑匹配。4. 一種基于耦合器的硅基異質(zhì)集成可調(diào)諧激光器，其特征在于：包括內(nèi)部帶有增益區(qū) 的有源諧振腔（1)，無源選模腔（2);無源選模腔（2)內(nèi)的模斑轉(zhuǎn)換器（23)的一端與內(nèi)部帶 有增益區(qū)的有源諧振腔（1)連接；無源選模腔（2)，包括傳輸波導(dǎo)（24)，π相位耦合器（3)， η/2相位耦合器（5)和兩個無源環(huán)形諧振腔；π/2相位耦合器（5)有四個端口，第一端口 經(jīng)第二調(diào)諧區(qū)（21)與第一反射鏡（22)連接，第二端口經(jīng)傳輸波導(dǎo)（24)與模斑轉(zhuǎn)換器（23) 的另一端連接；第三端口第四端口分別與第一無源環(huán)形諧振腔連接，第一無源環(huán)形諧振腔 內(nèi)有第一調(diào)諧區(qū)^相位耦合器（3)有四個端口，第一端口和第二端口分別與第一無源環(huán) 形諧振腔連接，第三端口第四端口分別與第二無源環(huán)形諧振腔連接，第二無源環(huán)形諧振腔 內(nèi)有第一調(diào)諧區(qū)；兩個第一調(diào)諧區(qū)的光程占各自無源環(huán)形諧振腔的總光程的比例和第二調(diào) 諧區(qū)的光程占內(nèi)部帶有增益區(qū)的有源諧振腔（1)和無源選模腔（2)內(nèi)的傳輸波導(dǎo)（24)的 總光程的比例相等。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于耦合器的硅基異質(zhì)集成可調(diào)諧激光器，其特征在 于：所述內(nèi)部帶有增益區(qū)的有源諧振腔（1)是環(huán)形諧振腔或法布里-珀羅諧振腔，是基于有 源量子阱材料，輸出TE模，通過倒裝焊接或鍵合將增益芯片異質(zhì)集成到基于SOI材料的無 源選模腔（2)上；所述兩個第一調(diào)諧區(qū)和第二調(diào)諧區(qū)（21)通過各自電極正向注入電流或施 加反向電壓實(shí)現(xiàn)電調(diào)諧，或通過鍍上鎳鉻合金并注入正向電流來實(shí)現(xiàn)熱調(diào)諧；所述η相位 耦合器（3)，由三根由等間距排列的波導(dǎo)構(gòu)成，或多模干涉耦合器來實(shí)現(xiàn)。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于耦合器的硅基異質(zhì)集成可調(diào)諧激光器，其特征在 于：所述模斑轉(zhuǎn)換器（23)，采用漸變波導(dǎo)寬度的楔形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)有源量子阱波導(dǎo)和 無源SOI波導(dǎo)的模斑匹配。7. -種基于耦合器的硅基異質(zhì)集成可調(diào)諧激光器，其特征在于：包括內(nèi)部帶有增益區(qū) 的有源諧振腔（1)，無源選模腔（2);無源選模腔（2)內(nèi)的模斑轉(zhuǎn)換器（23)的一端與內(nèi)部 帶有增益區(qū)的有源諧振腔（1)連接；無源選模腔（2)，包括傳輸波導(dǎo)（24)，兩個π相耦合 器（3)和兩個無源環(huán)形諧振腔；兩個π相耦合器均有四個端口，第一π相耦合器的第一端 口經(jīng)第二調(diào)諧區(qū)（21)與第一反射鏡（22)連接，第二端口經(jīng)傳輸波導(dǎo)（24)與第二π相耦 合器的第一端口連接，第三端口第四端口分別與第一無源環(huán)形諧振腔連接，第一無源環(huán)形 諧振腔內(nèi)有第一調(diào)諧區(qū)；第二η相耦合器（3)的第二端口經(jīng)傳輸波導(dǎo)（24)與模斑轉(zhuǎn)換器 (23)的另一端連接；第三端口第四端口分別與第二無源環(huán)形諧振腔連接，第二無源環(huán)形諧 振腔內(nèi)有第一調(diào)諧區(qū)；兩個第一調(diào)諧區(qū)的光程占各自無源環(huán)形諧振腔的總光程的比例和第 二調(diào)諧區(qū)（21)的光程占內(nèi)部帶有增益區(qū)的有源諧振腔（1)和無源選模腔（2)內(nèi)的傳輸波 導(dǎo)（24)的總光程的比例相等。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于耦合器的硅基異質(zhì)集成可調(diào)諧激光器，其特征在 于：所述內(nèi)部帶有增益區(qū)的有源諧振腔（1)是環(huán)形諧振腔或法布里-珀羅諧振腔，是基于 有源量子阱材料，輸出TE模，通過倒裝焊接或鍵合將增益芯片異質(zhì)集成到基于SOI材料的 無源選模腔（2)上；所述第一調(diào)諧區(qū)和第二調(diào)諧區(qū)通過各自電極正向注入電流或施加反向 電壓實(shí)現(xiàn)電調(diào)諧，或通過鍍上鎳鉻合金并注入正向電流來實(shí)現(xiàn)熱調(diào)諧；所述JT相位耦合器 (3)，由三根由等間距排列的波導(dǎo)構(gòu)成，或多模干涉耦合器來實(shí)現(xiàn)。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于耦合器的硅基異質(zhì)集成可調(diào)諧激光器，其特征在 于：所述模斑轉(zhuǎn)換器（23)，采用漸變波導(dǎo)寬度的楔形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)有源量子阱波導(dǎo)和 無源SOI波導(dǎo)的模斑匹配。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于耦合器的硅基異質(zhì)集成可調(diào)諧激光器。內(nèi)部帶有增益區(qū)的有源諧振腔，無源選模腔；無源選模腔內(nèi)的模斑轉(zhuǎn)換器的一端與有源諧振腔連接；無源選模腔中的π相耦合器第一端口經(jīng)第二調(diào)諧區(qū)與第一反射鏡連接，第二端口與模斑轉(zhuǎn)換器的另一端連接；第三、第四端口分別與無源環(huán)形諧振腔連接，無源環(huán)形諧振腔內(nèi)的第一調(diào)諧區(qū)的光程占無源環(huán)形諧振腔的總光程的比例和第二調(diào)諧區(qū)的光程占有源諧振腔和無源選模腔內(nèi)的傳輸波導(dǎo)的總光程的比例相等。還可在傳輸波導(dǎo)上串、并按多個耦合器和無源環(huán)形諧振腔。采用單個或多個環(huán)形諧振腔配合一個有源諧振腔來實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器工作，從而使激光器的各個性能得到提升，且環(huán)形諧振腔的直徑大小不受限制。
【IPC分類】H01S5/06, H01S5/14
【公開號】CN105305227
【申請?zhí)枴緾N201510810766
【發(fā)明人】廖曉露, 何建軍
【申請人】浙江大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月20日