專利名稱：單片集成y波導(dǎo)連接的兩激光器光電子器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光通訊用單片集成Y波導(dǎo)連接的兩激光器光電子器件，用于產(chǎn)生極高頻及連續(xù)可調(diào)的低相位噪聲的微波信號。

背景技術(shù)：
利用光信號傳播微波和毫米波技術(shù)具有寬帶寬，低損耗和不易受外界電磁波干擾等優(yōu)點(diǎn)，利用光信號來傳輸高頻載波通信信息(Radio over Fiber，ROF)，被應(yīng)用于遠(yuǎn)端天線，微波光纖連接，相位陣列天線，以及無線通信中毫米波信號傳輸?shù)阮I(lǐng)域。用兩個(gè)波長相近的獨(dú)立激光器外差拍頻產(chǎn)生微波信號是實(shí)現(xiàn)ROF的簡便方法，但是由于兩個(gè)獨(dú)立激光器受外界環(huán)境影響以及激光器相位噪聲的存在，嚴(yán)重影響了這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用。因此實(shí)現(xiàn)光纖傳輸微波的關(guān)鍵是具備高純度，窄線寬，低相位噪聲的光源。如果具備了這種光源，再通過光外差法產(chǎn)生拍頻微波信號，就能實(shí)現(xiàn)利用光信號傳輸高頻微波和毫米波。在早期，為了實(shí)現(xiàn)激光的大功率輸出，人們想到了激光器陣列的方法，即在同一襯底上生長多個(gè)并列的同波長激光器。后來人們發(fā)現(xiàn)，在激光器陣列中，由于激光器之間的間隔很近，存在側(cè)向耦合作用，陣列中相鄰激光器的相位是穩(wěn)定相關(guān)的。因此，如果激光器陣列是由兩個(gè)波長相近的激光器構(gòu)成，那么當(dāng)兩個(gè)激光器之間的間距為某一合適的值時(shí)，通過側(cè)向耦合作用，此激光器陣列就可以輸出相位相關(guān)的雙波長激光，然后通過光外差法就可以產(chǎn)生穩(wěn)定的微波信號。因?yàn)閮墒す獾南辔皇欠€(wěn)定相關(guān)的，就可以達(dá)到降低相位噪聲的目的。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種單片集成Y波導(dǎo)連接的兩激光器光電子器件，其可降低拍頻相位噪聲的問題。
本發(fā)明提供一種單片集成Y波導(dǎo)連接的兩激光器光電子器件，其特征在于，其中包括 兩激光器，為平行的波長相近的激光器； 一波導(dǎo)，該波導(dǎo)為Y字形，分為第一端、第二端和第三端，所述的兩激光器分別與波導(dǎo)的第二端和第三端連接； 一直波導(dǎo)，該直波導(dǎo)與波導(dǎo)的第一端連接； 一相位加速器，該相位加速器形成于Y字形波導(dǎo)分支處的底部； 所述的兩激光器的輸出光通過Y字形波導(dǎo)引導(dǎo)入一段直波導(dǎo)輸出，進(jìn)而可以耦合進(jìn)外部光纖中。
其中兩激光器是單片集成的激光器，兩激光器是分布反饋激光器或是分布布拉格反射激光器。
其中兩激光器并行生長在同一襯底上，兩激光器的脊寬不相同；通過控制兩激光器之間的橫向間隔，使兩激光器之間具有側(cè)向耦合作用，產(chǎn)生相位關(guān)系穩(wěn)定的雙波長連續(xù)光，并降低了溫度對器件穩(wěn)定性的影響。
其中Y字形波導(dǎo)采用相位加速器結(jié)構(gòu)，其分支夾角為3度。
本發(fā)明的優(yōu)勢在于利用側(cè)向耦合作用降低了激光器相位噪聲的影響；使用單片集成降低了溫度對器件穩(wěn)定性的影響；采用相位加速器，使分支夾角增大，有效的減小了器件的長度，使其更具有應(yīng)用性。



為進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說明如后，其中 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1為兩激光器 2為波導(dǎo) 3為直波導(dǎo) 4為相位加速器
具體實(shí)施例方式 請參閱圖1所示，本發(fā)明一種單片集成Y波導(dǎo)連接的兩激光器光電子器件，其中包括 兩激光器1，為平行的波長相近的激光器；該兩激光器1是單片集成的激光器，兩激光器1是分布反饋激光器或是分布布拉格反射激光器；該兩激光器1并行生長在同一襯底上，兩激光器1的脊寬不相同；通過控制兩激光器1之間的橫向間隔，使兩激光器之間具有側(cè)向耦合作用，產(chǎn)生相位關(guān)系穩(wěn)定的雙波長連續(xù)光，并降低了溫度對器件穩(wěn)定性的影響； 一波導(dǎo)2，該波導(dǎo)2為Y字形，分為第一端21、第二端22和第三端23，所述的兩激光器1分別與波導(dǎo)2的第二端22與第三端23連接；該Y字形波導(dǎo)2的分支夾角為3度，具有較高的耦合效率； 一直波導(dǎo)3，該直波導(dǎo)3與波導(dǎo)2的第一端21連接； 一相位加速器4，該相位加速器4形成于Y字形波導(dǎo)2分支處的底部。
所述的兩激光器1的輸出光通過Y字形波導(dǎo)2引導(dǎo)入一段直波導(dǎo)3輸出，進(jìn)而可以耦合進(jìn)外部光纖中。
在圖1中，本發(fā)明在單片上并行集成了具有側(cè)向耦合作用的輸出波長相近的兩激光器1，并利用集成在同一襯底上的具有相位加速器4結(jié)構(gòu)的Y字形波導(dǎo)2將兩激光器1輸出的相位關(guān)系穩(wěn)定的雙波長激光引導(dǎo)入一段直波導(dǎo)3中。輸出光通過直波導(dǎo)3可以耦合進(jìn)外部光纖。在光接收端，利用光外差法就可以拍頻產(chǎn)生低相位噪聲的穩(wěn)定的微波信號。其中，兩激光器1既可以是生長在同一襯底上的分布反饋激光器(DFB—Distribute FeedBack Laser)，也可以是分布布拉格反射激光器(DBR—Distributed Bragg ReflectorLaser)。本發(fā)明中的兩激光器1是平行生長的兩個(gè)DFB激光器。由于整個(gè)器件是單片集成的，兩個(gè)激光器同時(shí)生長在同一襯底上，而且兩個(gè)激光器的間距比較近，就能夠降低溫度對整個(gè)器件穩(wěn)定性的影響。在生長過程中，兩激光器1的光柵相同，但是脊寬略有不同，從而使兩激光器1能輸出波長不同但相近的雙波長激光?？刂苾杉す馄?的橫向間隔為某一合適值，利用側(cè)向耦合作用，使其輸出相位關(guān)系穩(wěn)定的雙波長激光。同時(shí)注意間隔不能太近，以避免由于側(cè)向耦合的作用過強(qiáng)，使兩個(gè)激光器輸出光的波長完全相同，無法得到拍頻信號。波導(dǎo)2是Y字形波導(dǎo)，有三個(gè)端第一端21、第二端22和第三端23。波導(dǎo)2的第二端22和第三端23與兩激光器1連接，波導(dǎo)2的第一端21與直波導(dǎo)3連接。兩激光器1輸出的波長相近、相位關(guān)系穩(wěn)定的雙波長連續(xù)光可以通過此Y字形波導(dǎo)2引導(dǎo)入另一段集成的直波導(dǎo)3中。雙波長激光從直波導(dǎo)3的端面發(fā)出，就可以耦合進(jìn)外部光纖。通過光纖傳輸后，在光的接收端，利用光外差法就可以拍頻產(chǎn)生低相位噪聲的穩(wěn)定的微波信號。直波導(dǎo)3要有一定的長度，使兩束激光在直波導(dǎo)3中能夠充分的耦合，從而保證直波導(dǎo)3的出光端面的單模特性，提高耦合進(jìn)外部光纖時(shí)的耦合效率。在Y字形波導(dǎo)2的兩個(gè)分支底部，采用了相位加速器4結(jié)構(gòu)。相位加速器4能夠增大Y字形波導(dǎo)2的耦合效率，從而允許Y字形波導(dǎo)2的兩個(gè)分支具有更大的夾角。對于一般的Y字形波導(dǎo)，要想保證較高的耦合效率，其分支夾角一般不能超過2度，超過后其耦合效率降大幅降低。在本發(fā)明中，通過相位加速器4結(jié)構(gòu)，在保證Y字形波導(dǎo)2具有較高的耦合效率的同時(shí)，其分支夾角可以達(dá)到3度。Y字形波導(dǎo)2的分支夾角的增加，能有效的減小整個(gè)器件的長度，提高其應(yīng)用性。
權(quán)利要求
1、一種單片集成Y波導(dǎo)連接的兩激光器光電子器件，其特征在于，其中包括
兩激光器，為平行的波長相近的激光器；
一波導(dǎo)，該波導(dǎo)為Y字形，分為第一端、第二端和第三端，所述的兩激光器分別與波導(dǎo)的第二端和第三端連接；
一直波導(dǎo)，該直波導(dǎo)與波導(dǎo)的第一端連接；
一相位加速器，該相位加速器形成于Y字形波導(dǎo)分支處的底部；
所述的兩激光器的輸出光通過Y字形波導(dǎo)引導(dǎo)入一段直波導(dǎo)輸出，進(jìn)而可以耦合進(jìn)外部光纖中。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片集成Y波導(dǎo)連接的兩激光器光電子器件，其特征在于，其中兩激光器是單片集成的激光器，兩激光器是分布反饋激光器或是分布布拉格反射激光器。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單片集成Y波導(dǎo)連接的兩激光器光電子器件，其特征在于，其中兩激光器并行生長在同一襯底上，兩激光器的脊寬不相同；通過控制兩激光器之間的橫向間隔，使兩激光器之間具有側(cè)向耦合作用，產(chǎn)生相位關(guān)系穩(wěn)定的雙波長連續(xù)光，并降低了溫度對器件穩(wěn)定性的影響。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片集成Y波導(dǎo)連接的兩激光器光電子器件，其特征在于，其中Y字形波導(dǎo)采用相位加速器結(jié)構(gòu)，其分支夾角為3度。
全文摘要
本發(fā)明一種單片集成Y波導(dǎo)連接的兩激光器光電子器件，其特征在于，其中包括兩激光器，為平行的波長相近的激光器；一波導(dǎo)，該波導(dǎo)為Y字形，分為第一端、第二端和第三端，所述的兩激光器分別與波導(dǎo)的第二端和第三端連接；一直波導(dǎo)，該直波導(dǎo)與波導(dǎo)的第一端連接；一相位加速器，該相位加速器形成于Y字形波導(dǎo)分支處的底部；所述的兩激光器的輸出光通過Y字形波導(dǎo)引導(dǎo)入一段直波導(dǎo)輸出，進(jìn)而可以耦合進(jìn)外部光纖中。
文檔編號G02B6/42GK101458369SQ20071017941
公開日2009年6月17日 申請日期2007年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月12日
發(fā)明者張紅廣, 張雅麗, 亮 謝, 袁海慶, 欣 王, 朱洪亮, 祝寧華 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所