專利名稱：電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電子器件領(lǐng)域，特別涉及一種電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集 成器件的制作方法。
背景技術(shù)：
多段式自脈動激光器的基本組成部分是兩個分布反饋激光器，利用電流調(diào)諧或采用具有不同布拉格波長的光柵，兩個激光器的發(fā)射波長存在一個幾個納米左右的偏調(diào)。當 自脈動激光器發(fā)出的激光照射在探測器上時，會產(chǎn)生一個頻率等于兩個分布反饋激光器發(fā) 射頻率之差的自脈動信號。相對于其他形式的基于激光器的微波源，多段式自脈動激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu) 點，同時其自脈動頻率可以由注入電流在很大范圍內(nèi)靈活調(diào)節(jié)，因此其在毫米波光纖通信 (ROF)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。對于自脈動激光器，如何將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)加載到微波信號上是其應(yīng)用中的關(guān)鍵技 術(shù)。相對于其他方法，對自脈動激光器的光輸出進行直接調(diào)制具有系統(tǒng)復(fù)雜度低、更適合短 距光纖傳輸(典型的無線網(wǎng)絡(luò)范圍)的優(yōu)點。目前，自脈動激光器數(shù)據(jù)直接調(diào)制加載主要使用分立的馬赫曾德(MZM)調(diào)制器或 電吸收(EA)調(diào)制器，導(dǎo)致功率損耗大，系統(tǒng)體積大，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集 成器件的制作方法，以降低ROF系統(tǒng)發(fā)射器的功率損耗和制作成本，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。( 二 )技術(shù)方案為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器件 的制作方法，該方法包括1)、選擇一磷化銦襯底；2)、在磷化銦襯底上外延制作多量子阱有源區(qū)；3)、在多量子阱有源區(qū)上制作一光柵；4)、在多量子阱有源區(qū)和光柵上生長光限制層；5)、在光限制層上生長電接觸層；6)、在電接觸層上制作P面電極；7)、在P面電極上橫向制作出兩條電極隔離溝，該兩條電極隔離溝之間為自脈動 激光器的第一分布反饋激光器，一側(cè)為自脈動激光器的第二分布反饋激光器，另一側(cè)為電 吸收調(diào)制器；8)、襯底減薄后在整個管芯的底部制作N面電極；9)、在管芯的一端蒸鍍高反射膜，另一端蒸鍍抗反射薄膜，完成器件的制作。
上述方案中，步驟2中所述多量子阱有源區(qū)為銦鎵砷磷材料，厚度為70 120納米。上述方案中，步驟3中所述在多量子阱有源區(qū)上制作的光柵，位于多量子阱有源 區(qū)的一端，其長度為多量子阱有源區(qū)長度的三分之二，其周期根據(jù)器件的發(fā)射波長而確定。上述方案中，步驟3中所述在多量子阱有源區(qū)上制作的光柵，其在第一分步反饋 激光器和第二分步反饋激光器部分的布拉格波長相同，或者有一個2納米的偏調(diào)。上述方案中，所述2納米的偏調(diào)由兩個激光器部分不同的光柵周期來引入，或者 由兩個激光器部分不同的脊條寬度來弓I入。上述方案中，步驟7中所述自脈動激光器由兩個分步反饋激光器組成，或者在自 脈動激光器部分加入調(diào)相區(qū)或光放大區(qū)。上述方案中，步驟7中所述在P面電極上橫向制作出兩條電極隔離溝采用濕法化 學(xué)腐蝕法實現(xiàn)。上述方案中，步驟9中所述抗反射薄膜用于減小該鍍膜端面對光向器件內(nèi)部的反 射。上述方案中，進一步結(jié)合彎曲波導(dǎo)及傾斜波導(dǎo)技術(shù)來減小反射。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明提供的這種電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器件的制作方法，可 以大大降低ROF系統(tǒng)發(fā)射器的功率損耗和制作成本，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2、利用本發(fā)明制作的電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器件，同時具有微波 信號產(chǎn)生及傳輸信號加載調(diào)制功能。


圖1是本發(fā)明提供的制作電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器件的方法流 程圖；圖2是本發(fā)明制作的電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。請參照圖1和圖2，圖2是本發(fā)明制作的電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器 件的結(jié)構(gòu)示意圖，圖1是本發(fā)明提供的制作電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器件的 方法流程圖，該方法包括如下制作步驟1)、選擇一磷化銦襯底10 ；2)、在磷化銦襯底10上外延制作多量子阱有源區(qū)11，為銦鎵砷磷材料，厚度為 70 120納米，為滿足器件不同部分的功能需要，可以采用選擇區(qū)域外延技術(shù)或量子阱混 雜技術(shù)得到襯底上不同區(qū)域不同的材料帶隙波長；3)、在多量子阱有源區(qū)11上部靠近有源區(qū)11 一端的三分之二制作光柵12，其周期 根據(jù)器件的發(fā)射波長由下式確定
λ L = 2ηr, ef Λ /m其中，λ,為激射波長，Λ為光柵周期，波導(dǎo)有效折射率，對于一級光柵，m =1 ；4)、在多量子阱有源區(qū)11和光柵12上生長光限制層13 ；5)、在光限制層13上生長電接觸層14 ；6)、在電接觸層14上制作P面電極15;7)、利用濕法化學(xué)腐蝕法在P面電極15上橫向制作出兩條電極隔離溝16，該兩條電極隔離溝16之間為自脈動激光器的第一分布反饋激光器1，一側(cè)為自脈動激光器的第二 分布反饋激光器2，另一側(cè)為電吸收調(diào)制器3。光柵在第一步反饋激光器1和第二分步反 饋激光器2兩個部分的布拉格波長可以相同，也可以有一個2納米左右的偏調(diào)，這個偏調(diào) 可以由兩個激光器部分不同的光柵周期來弓丨入，也可以由兩個激光器部分不同的脊條寬度 來引入；自脈動激光器可以只由兩個分步反饋激光器1、2組成，也可以在自脈動激光器部 分加入調(diào)相區(qū)或光放大區(qū)。設(shè)兩個激光器的發(fā)光頻率分別為ω 和ω2，并且|ω1-ω2 << ω ，ω2，當自脈動激光器的兩個頻率的光同時照射在探測器表面時，產(chǎn)生一個頻率為
ω1-ω2的光電流，即微波信號，如下式所示
<formula>formula see original document page 5</formula>Ρ1，Ρ2為光功率，φ1，φ2為兩種光的相位之差。將信號加載在反向偏置的電吸收 調(diào)制器上，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的加載；8)、襯底減薄后在整個管芯的底部制作N面電極19 ；9)、在管心的一端蒸鍍高反射膜17，另一端蒸鍍抗反射薄膜18，完成管芯制作?？?反射薄膜17用于減小該鍍膜端面對光向器件內(nèi)部的反射，除抗反射膜外還可以結(jié)合彎曲 波導(dǎo)及傾斜波導(dǎo)等技術(shù)來進一步減小反射。普通的半導(dǎo)體激光器光譜線寬較大，并且發(fā)光波長對溫度及電流的變化很敏感。 所以，本發(fā)明自脈動激光器與電吸收調(diào)制器單片集成器件在應(yīng)用時需要通過注入鎖定技術(shù) 來穩(wěn)定微波頻率。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳 細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器件的制作方法，其特征在于，該方法包括1)、選擇一磷化銦襯底；2)、在磷化銦襯底上外延制作多量子阱有源區(qū)；3)、在多量子阱有源區(qū)上制作一光柵；4)、在多量子阱有源區(qū)和光柵上生長光限制層；5)、在光限制層上生長電接觸層；6)、在電接觸層上制作P面電極；7)、在P面電極上橫向制作出兩條電極隔離溝，該兩條電極隔離溝之間為自脈動激光器的第一分布反饋激光器，一側(cè)為自脈動激光器的第二分布反饋激光器，另一側(cè)為電吸收調(diào)制器；8)、襯底減薄后在整個管芯的底部制作N面電極；9)、在管芯的一端蒸鍍高反射膜，另一端蒸鍍抗反射薄膜，完成器件的制作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器件的制作方法，其 特征在于，步驟2中所述多量子阱有源區(qū)為銦鎵砷磷材料，厚度為70 120納米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器件的制作方法，其 特征在于，步驟3中所述在多量子阱有源區(qū)上制作的光柵，位于多量子阱有源區(qū)的一端，其 長度為多量子阱有源區(qū)長度的三分之二，其周期根據(jù)器件的發(fā)射波長而確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器件的制作方法，其 特征在于，步驟3中所述在多量子阱有源區(qū)上制作的光柵，其在第一分步反饋激光器和第 二分步反饋激光器部分的布拉格波長相同，或者有一個2納米的偏調(diào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器件的制作方法，其 特征在于，所述2納米的偏調(diào)由兩個激光器部分不同的光柵周期來引入，或者由兩個激光 器部分不同的脊條寬度來引入。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器件的制作方法，其 特征在于，步驟7中所述自脈動激光器由兩個分步反饋激光器組成，或者在自脈動激光器 部分加入調(diào)相區(qū)或光放大區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器件的制作方法，其 特征在于，步驟7中所述在P面電極上橫向制作出兩條電極隔離溝采用濕法化學(xué)腐蝕法實 現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器件的制作方法，其 特征在于，步驟9中所述抗反射薄膜用于減小該鍍膜端面對光向器件內(nèi)部的反射。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器件的制作方法，其 特征在于，該方法進一步結(jié)合彎曲波導(dǎo)及傾斜波導(dǎo)技術(shù)來減小反射。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電吸收調(diào)制器與自脈動激光器單片集成器件的制作方法，包括選擇一磷化銦襯底；在磷化銦襯底上外延制作多量子阱有源區(qū)；在多量子阱有源區(qū)上制作一光柵；在多量子阱有源區(qū)和光柵上生長光限制層；在光限制層上生長電接觸層；在電接觸層上制作P面電極；在P面電極上橫向制作出兩條電極隔離溝，該兩條電極隔離溝之間為自脈動激光器的第一分布反饋激光器，一側(cè)為自脈動激光器的第二分布反饋激光器，另一側(cè)為電吸收調(diào)制器；襯底減薄后在整個管芯的底部制作N面電極；在管芯的一端蒸鍍高反射膜，另一端蒸鍍抗反射薄膜，完成器件的制作。利用本發(fā)明，降低了ROF系統(tǒng)發(fā)射器的功率損耗和制作成本，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
文檔編號H01S5/026GK101826699SQ20091007886
公開日2010年9月8日 申請日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月4日
發(fā)明者孔端花, 朱洪亮, 梁松, 王圩 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所