專利名稱：消除或降低對(duì)光信號(hào)偏振敏感性的方法、器件及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光子器件，例如但不限于注入鎖定(injection-locked)
激光二極管、光纖、干涉計(jì)等。
背景技術(shù)：
在光傳輸和光網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用光子器件。特定的光子器件通過(guò)被 鎖定至注入光信號(hào)而進(jìn)行操作，以便選擇一個(gè)波長(zhǎng)和/或確保例如提供 恒定輸出頻率的穩(wěn)定性。在這樣的條件下，光子器件在其透射或反射 光譜中呈現(xiàn)與橫向電場(chǎng)(TE)模式和/或橫向磁場(chǎng)(TM)模式相對(duì)應(yīng) 的一組或兩組偏振模式。因此，即使在這些器件在器光譜中呈現(xiàn)兩種 偏振模式時(shí)，這些器件的注入鎖定取決于輸入光信號(hào)的偏振狀態(tài)。
這種器件的一個(gè)示例是日益廣泛使用在光纖到戶(FTTH)接入 網(wǎng)絡(luò)(如光網(wǎng)絡(luò)單元)中的注入鎖定激光二極管。這些激光二極管典 型地以橫向電場(chǎng)(TE)模式操作。

發(fā)明內(nèi)容
應(yīng)當(dāng)注意，貫穿本說(shuō)明書，對(duì)如術(shù)語(yǔ)"偏振不敏感"之類的對(duì)偏 振不敏感性的任何引用應(yīng)被理解為包括對(duì)偏振的完全不敏感性或可忽 略的敏感性。如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以清楚理解的，實(shí)際的器件不能實(shí) 現(xiàn)對(duì)偏振的完全或絕對(duì)不敏感的狀態(tài)，由于實(shí)際器件不能在理想條件 下操作，因此盡管某種水平的敏感性可能始終存在，但這樣的水平實(shí) 質(zhì)上低至使得在實(shí)際中可以被認(rèn)為可忽略。因此，出于實(shí)際需要，被
4認(rèn)為可忽略的敏感性水平還可以被理解為包括在本說(shuō)明書中使用的針 對(duì)不敏感性的術(shù)語(yǔ)的范圍內(nèi)并因此在本發(fā)明的范圍內(nèi)。根據(jù)使用中的 光子器件，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以定義這種敏感性可忽略水平。例如， 在注入鎖定激光二極管的情況下，傳統(tǒng)上定義當(dāng)注入鎖定信號(hào)從其 初始偏振由0°變化至180°時(shí)，在注入鎖定激光發(fā)射光譜中第二模式抑
制率(SMSR)的變化小于ldB時(shí)獲得偏振不敏感性(PI)。
考慮已知光子器件的示例，如法布里-珀羅激光二極管(FPLD)， 為了使這樣的器件成為偏振不敏感，通常需要來(lái)自高輸出功率光纖放 大器的ASE(典型地高達(dá)30dBm),以便注入鎖定ONU中的FPLD。 ASE 典型地包含鎖定光子器件的TE分量。然而，ASE源的光譜通常非常大， 因此必須通過(guò)典型地使用用作復(fù)用器的AWG (陣列波導(dǎo)光柵)來(lái)對(duì)其 進(jìn)行濾波。因此，僅將初始的30dBm功率的一部分傳輸至專用ONU， 該部分功率以柵通道(grid channel)之一 (典型地符合ITU)為中心， 并且需要將ONU鎖定至該(符合ITU的)頻率(或等效地鎖定至該頻 率的波長(zhǎng))。
僅在使用高功率EDFA時(shí)進(jìn)行注入鎖定，以補(bǔ)償解復(fù)用中的損耗。 以下是用于更詳細(xì)說(shuō)明該要求的簡(jiǎn)要示例。
假設(shè)使用具有40通道的商用AWG，該AWG與要尋址的40個(gè)ONU 相對(duì)應(yīng)，間隔為100GHz，每通道具有12.5GHz帶寬和5dB插入損耗， 在濾波后，從30dBm EDFA分割出的功率小于OdBm。辟功率量(OdBm) 在到達(dá)ONU之前必須在光纖中經(jīng)歷傳播并經(jīng)歷連接損耗。-SdBm的功 率預(yù)算典型地可用于40km的短距離接入系統(tǒng)，對(duì)80km距離該預(yù)算下 降-16犯m。
另一問(wèn)題在于，在解復(fù)用節(jié)點(diǎn)之前需要傳送30dBm光功率的傳播 系統(tǒng)對(duì)人眼安全可能變得危險(xiǎn)性極高。為了避免這樣的危險(xiǎn)，光纖系 統(tǒng)的該部分典型地由A級(jí)漸變光纖系統(tǒng)構(gòu)成，這暗示著使用相對(duì)昂貴 的硬件，并應(yīng)用更大的維護(hù)定額。
相反，通過(guò)使用如激光二極管之類的相干光源來(lái)代替分割的白光 源(EDFA接著是AWG)，在中心局發(fā)射的5dBm相干光功率在經(jīng)過(guò) AWG的選擇之后仍將具有OdBm功率預(yù)算。即使將40個(gè)這樣的相干源進(jìn)行累積，功率總量也僅為21dBm，而在非相干源情況下為30dBm。 這導(dǎo)致大約9dB功率預(yù)算的節(jié)省，可以帶來(lái)從等級(jí)A至較便宜的等級(jí)B 的傳播系統(tǒng)所需的安全水平，從而實(shí)現(xiàn)操作員(或一般而言是任何接 入供應(yīng)商)的資本支出的節(jié)省。
然而，與相干注入方案關(guān)聯(lián)的缺陷之一在于，ONU中的光子元件 變得對(duì)偏振高度敏感。對(duì)于PI半導(dǎo)體光放大器而言最優(yōu)的體材料是可 用的。然而，由于半導(dǎo)體材料產(chǎn)生的光雙折射效應(yīng)，已知器件中的PI 光增益不足以實(shí)現(xiàn)PI注入鎖定。該效應(yīng)使橫向電場(chǎng)(TE)模式的光學(xué) 折射率與橫向磁場(chǎng)(TM)模式的光學(xué)折射率不同。因此，TE模式的 光譜位置通常與TM模式的光譜位置不同。由于兩種模式的各自光學(xué)折 射率的這種差別，來(lái)自光子器件的發(fā)射光譜通常呈現(xiàn)不重疊的兩個(gè)光 譜梳，因此引起對(duì)偏振的敏感性。
本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種注入鎖定光子器件，包括至少兩個(gè)部 分，所述至少兩個(gè)部分中的一個(gè)部分的材料與所述至少兩個(gè)部分中的 另一個(gè)部分的材料不同，以使所述至少兩個(gè)部分呈現(xiàn)不同的光學(xué)雙折 射率值，從而響應(yīng)于注入光信號(hào)，使第一組偏振模式以不同于第二組 偏振模式的速度在光譜空間中移動(dòng)。
在本發(fā)明的一些特定實(shí)施例中，光子器件可以是FPLD或光濾波 器，或干涉計(jì)。這樣的器件可以包括至少兩個(gè)部分，其中一個(gè)部分包 括優(yōu)化的PI增益材料，另一部分包括雙折射優(yōu)化的無(wú)源材料，使得激 光器腔中產(chǎn)生的總雙折射減少至零，或?qū)嵸|(zhì)上減少所述總雙折射。以 這種方式，使光信號(hào)的TE模式與TM模式一致，從而允許實(shí)現(xiàn)適于接 入應(yīng)用的偏振不敏感IL-LD。
在一些實(shí)施例中，提供了一種制造注入鎖定光子器件的方法，所 述方法包括以下步驟生長(zhǎng)至少一個(gè)第一部分和至少一個(gè)第二部分， 其中，所述至少一個(gè)第一部分的材料不同于所述至少一個(gè)第二部分的 材料，以使所述第一和第二部分呈現(xiàn)不同的光學(xué)雙折射率值，從而響 應(yīng)于注入光信號(hào)，使第一組偏振模式以不同于第二組偏振模式的速度 在光譜空間中移動(dòng)。
在光子器件是FPLD或光濾波器或干涉計(jì)的本發(fā)明的一些特定實(shí)施例中，所述方法可以包括以下步驟在第一部分中生長(zhǎng)優(yōu)化的PI增 益材料，并且在第二部分中生長(zhǎng)雙折射優(yōu)化的無(wú)源材料，使得激光器 腔中產(chǎn)生的總雙折射減少至零，或?qū)嵸|(zhì)上減少所述總雙折射。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，提供了一種降低注入鎖定光子器件中 對(duì)偏振的敏感性的方法，所述注入鎖定光子器件包括至少兩個(gè)部分， 所述至少兩個(gè)部分中的一個(gè)部分的材料與所述至少兩個(gè)部分中的另一 個(gè)部分的材料不同，以使所述至少兩個(gè)部分呈現(xiàn)不同的光學(xué)雙折射率 值，從而響應(yīng)于注入光信號(hào)，使第一組偏振模式以不同于第二組偏振 模式的速度在光譜空間中移動(dòng)，所述方法包括以下步驟利用電流將 第一部分偏置以獲得光增益，并利用電流或電壓將第二部分偏置以控 制雙折射效應(yīng)，其中，執(zhí)行所述電流或電壓的偏置以控制雙折射效應(yīng)， 以使所述器件中的TE模式和TM模式的相應(yīng)光譜位置一致。
結(jié)合附圖，在以下描述中以及權(quán)利要求中將更詳細(xì)地描述本發(fā)明 的這些和其他特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是由具有PI增益的傳統(tǒng)FPLD產(chǎn)生的具有TE模式和TM模式的 光譜梳的示意示例表示。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的FPLD的簡(jiǎn)化截面示意表示。 圖3是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的具有偏振不敏感增益材料的有源
部分的結(jié)構(gòu)的層的示意示例表示。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的具有雙折射無(wú)源材料的無(wú)源部分
的結(jié)構(gòu)的層的示意示例表示。
圖5是在實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明實(shí)施例的FPLD中產(chǎn)生的具有TE模式和TM 模式的光譜梳的示意示例表示。
具體實(shí)施例方式
在以下實(shí)施例示例中，參照FPLD。然而，應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不 限于這樣的實(shí)施例，并且還認(rèn)為如光纖和干涉計(jì)之類的其他光子器件 也在這里所要求的本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。如以上關(guān)于傳統(tǒng)FPLD所述，由于半導(dǎo)體材料產(chǎn)生的光雙折射效應(yīng)，橫向電場(chǎng)(TE)模式的光學(xué)折 射率與橫向磁場(chǎng)(TM)模式的光學(xué)折射率不同，并因此TE模式的光 譜位置通常與TM模式的光譜位置不同，這使來(lái)自FPLD的發(fā)射光譜通 常呈現(xiàn)出在多數(shù)情況下不重疊的兩組偏振模式(TE和TM)。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員己知，在常見(jiàn)的光子波導(dǎo)中，允許通過(guò)光子波 導(dǎo)進(jìn)行傳播的任何電磁場(chǎng)(EMF)存在兩種橫向本征模式。波導(dǎo)中的 EMF的偏振狀態(tài)是TE或TM，并且這兩種本征狀態(tài)是正交的。示出了 TE模式、TM模式或二者的透射、反射或激光發(fā)射光譜歸因于腔(濾 波器、干涉計(jì)或FP激光器)內(nèi)的波導(dǎo)的總體結(jié)構(gòu)，無(wú)論該結(jié)構(gòu)由一個(gè)、 兩個(gè)還是多個(gè)部分構(gòu)成，只要通過(guò)精細(xì)的工程技術(shù)抑制了任何子腔(消 除不同部分的界面上的寄生內(nèi)部反射)。
在器件允許TE和TM模式的情況下，如果一組偏振模式與TE (或 TM)模式相對(duì)應(yīng)，則第二組偏振模式將與正交的TM (或TE)模式相 對(duì)應(yīng)。輸入至器件中的任何偏振信號(hào)(FPIL-LD情況下的注入鎖定信 號(hào)、濾波器情況下要濾波的信號(hào)以及干涉計(jì)的情況下要分析的信號(hào)) 可以以給定波長(zhǎng)幾何投影到兩個(gè)本征模式(TE和TM)上這就是為 何所述光子器件(IL-LD、濾波器或干涉計(jì))的本征模式必須處于相 同的光譜位置處(TE和TM模式在發(fā)射、反射或透射光譜上必須一致)。
在圖l中示意性示出了該效果，圖1表示來(lái)自傳統(tǒng)FPLD的光譜， 其中，有源層增益是PI優(yōu)化的，然而雙折射率分散是未優(yōu)化的。在圖 中，X軸表示波長(zhǎng)，Y軸表示光功率。X軸和Y軸未以單位標(biāo)記，這是 由于該圖意在僅是TE和TM模式的光譜梳的示意表示，以簡(jiǎn)化理解其 各自光譜位置的不同。TE模式的梳由實(shí)線表示，TM模式的梳由虛線 表示。圖中清楚所見(jiàn)，TE和TM的梳彼此分離大約自由光譜范圍(FSR) 的一半。因此，它們的光譜位置的這種分離引起了偏振敏感性。同樣 如圖l示意性所示，與TM梳相比，TE模式具有更高的光功率水平，這 主要是由于激光器腔中的有效增益在通常情況下保持偏振依賴性的原 因。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的FPLD l的簡(jiǎn)化示意部分截面圖。 在任何便利材料構(gòu)成的基板部分2 (如摻n的InP基板)上，生長(zhǎng)優(yōu)化的PI增益材料的結(jié)構(gòu)3。關(guān)于圖3將更詳細(xì)描述該結(jié)構(gòu)3?？梢允褂萌?MOVPE (金屬有機(jī)化學(xué)氣相外延)生長(zhǎng)或MBE (分子束外延)生長(zhǎng) 等傳統(tǒng)方法來(lái)執(zhí)行在基板2上的結(jié)構(gòu)3的生長(zhǎng)過(guò)程。優(yōu)選地，對(duì)PI增益 結(jié)構(gòu)3進(jìn)行體拉伸應(yīng)變，從而允許在寬光譜范圍上實(shí)現(xiàn)PI增益(事實(shí)上， 利用適量的應(yīng)變，材料可以具有PI增益(即具有與TM增益相同值的TE 增益))。優(yōu)選地，在基板2的整個(gè)表面上執(zhí)行材料的生長(zhǎng)過(guò)程。
接著，生長(zhǎng)的PI增益結(jié)構(gòu)3在其預(yù)定區(qū)域中被部分蝕刻，以部分地 去除PI增益材料。所述預(yù)定蝕刻區(qū)域(即沒(méi)有PI增益材料的區(qū)域)用 于生長(zhǎng)優(yōu)化的雙折射無(wú)源材料4的結(jié)構(gòu)(為了簡(jiǎn)化，下文稱作"無(wú)源材 料")。通過(guò)由附圖標(biāo)記5標(biāo)識(shí)的虛線區(qū)域在圖2中示意性示出了該蝕刻 區(qū)域。
如將對(duì)于圖4更詳細(xì)描述的，使用如MOVPE (金屬有機(jī)化學(xué)氣相 外延)或MBE (分子束外延)再生長(zhǎng)(使用堆疊層的示例)之類的傳 統(tǒng)方法，可以在基板2的蝕刻區(qū)域上生長(zhǎng)無(wú)源材料結(jié)構(gòu)4。
以這種方式，F(xiàn)PLD具有包括偏振不敏感增益材料3在內(nèi)的有源部 分和包括雙折射無(wú)源材料4在內(nèi)的無(wú)源部分。在該示例中，有源部分和 無(wú)源部分的位置彼此相鄰，然而，其他部署也是可能的。
然后，使用完成該器件所需的后續(xù)步驟來(lái)完成所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)，如 生長(zhǎng)摻p的InP的層6的另一步驟，從而平坦地填平蝕刻的溝道，高度摻 雜的InGaAs的接觸層和InGaAsP接觸層覆蓋整個(gè)結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，生長(zhǎng) 覆蓋兩個(gè)部分的公共接觸層，該層由InGaAs和InGaAsP高度摻雜接觸 層構(gòu)成，然而，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，這些均包括在圖2的層6中。該接觸層的 的電極間區(qū)域被蝕刻掉，并在其中植入離子，以在電極之間提供有效 的電隔離。提供電接觸層或電極7、 8和9，其中， 一個(gè)電極接觸層7位 于與雙折射無(wú)源材料4相對(duì)應(yīng)的無(wú)源部分上，并且另一電接觸層8位于 與偏振不敏感的增益材料3相對(duì)應(yīng)的有源部分上。第三接觸層9用于公 共接地連接。以這種方式，接觸層8可以連接至電流源10，以為有源部 分提供偏置電流，并且接觸層7可以連接至電流源11，以為無(wú)源部分提 供偏置電流。
使用彼此不同并獨(dú)立控制的兩個(gè)分離的偏置電流，可以利用適當(dāng)?shù)碾娏鲗?duì)有源部分進(jìn)行偏置，以提供期望的光增益，并且可以利用相應(yīng)的適當(dāng)電流對(duì)無(wú)源區(qū)域進(jìn)行偏置，以控制器件中的雙折射效應(yīng)，并
從而消除或?qū)嵸|(zhì)上降低TE模式折射率和TM模式折射率之間的差異，
使兩個(gè)模式盡可能一致。
圖3更詳細(xì)示出了PI增益材料3的示例結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，對(duì)所述結(jié)構(gòu)
進(jìn)行體拉伸應(yīng)變，這允許在相對(duì)寬的光譜范圍上實(shí)現(xiàn)PI增益，典型地在C頻帶(1530nm-1565nm)中。
如圖3的示例所示，PI增益材料3的結(jié)構(gòu)可以包括典型地由InP材料構(gòu)成的緩沖層31;典型地由厚度在(但不限于)200nm范圍的InGsAsP 1.17分離限制異質(zhì)(SCH)層(光限制層)構(gòu)成的層32;典型地由厚度在(但不限于M20nm范圍、具有-0.14e/。應(yīng)變的InGaAsP1.55體構(gòu)成的有源增益材料的層33;典型地由厚度在(但不限于)200nm范圍的應(yīng)變InGaAsP 1.17構(gòu)成的第二SCH層34;以及厚度在(但不限于)200nm范圍的InP構(gòu)成的頂層35。給出的層厚度是優(yōu)選值，這是由于當(dāng)使用l(am寬波導(dǎo)時(shí)這些值可以提供有效的PI增益，增益二色性可以由波導(dǎo)結(jié)構(gòu)二色性來(lái)進(jìn)行校正，在給定材料中，二色性在增益、損耗或透射方面是偏振敏感的。
圖4更詳細(xì)示出了無(wú)源材料4的示例結(jié)構(gòu)。該材料優(yōu)選地由允許實(shí)
現(xiàn)較大雙折射的壓應(yīng)變體結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
如圖4的示例所示，無(wú)源材料可以是具有以下層的堆疊結(jié)構(gòu)由InP:Be (其中Be的摻雜濃度為lx1018 cm'3)構(gòu)成的調(diào)整層41; InGaAsP1.45體層42 (厚度大約為(但不限于)420nm、具有+0.1%晶格不匹配的應(yīng)變)；以及厚度大約為(但不限于)250nm的InP:Si (Si的摻雜濃度為^1018(^1-3)的頂層43。
如上所述，偏置入該無(wú)源部分的電流允許調(diào)整雙折射，使得TE和TM模式一致。
在圖5中示意性示出了該效果。在該圖中，以與圖l中類似的方式，來(lái)自FPLD的光譜在光功率方面表示為波長(zhǎng)的函數(shù)(在X和Y軸上沒(méi)有標(biāo)記單位)。然而，在圖5中，示意性表示出了來(lái)自根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、具有優(yōu)化的有源層和優(yōu)化的無(wú)源層的FPLD的光譜。由于在圖上
10TE模式梳和TM模式梳的位置一致，由虛線示出TE模式梳和TM模式梳，其中每一條虛線應(yīng)理解為包括彼此重疊的TE模式梳和TM模式梳?？梢酝ㄟ^(guò)精細(xì)調(diào)節(jié)無(wú)源部分的偏置電流來(lái)獲得該重疊。因此，由于TE和TM梳的這種重疊，F(xiàn)PLD變得對(duì)注入鎖定光信號(hào)的偏振不敏感。
的確，無(wú)源部分的雙折射可以用來(lái)補(bǔ)償整個(gè)結(jié)構(gòu)的相對(duì)TE/TM模式位置。然而，這樣的補(bǔ)償效果在光譜范圍和溫度范圍上有時(shí)會(huì)受到限制。在這種限制發(fā)生的情況下，可以對(duì)查找表進(jìn)行測(cè)量并將其提供給用戶，以在器件操作期間對(duì)其進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)。這種査找表可以包含偏置條件(例如有源部分的偏置電流和無(wú)源部分的偏置電流IP)和使用條件(例如器件的溫度和實(shí)際鎖定波長(zhǎng))之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
此外，實(shí)際上可能發(fā)生以下情況對(duì)PI增益部分進(jìn)行調(diào)制以編碼上載信號(hào)會(huì)引起折射率變化，折射率變化繼而引起調(diào)制的FPLD的鎖定范圍的位移。因此，ONU可以解除由鎖定信號(hào)造成的鎖定，因此減小子系統(tǒng)(例如，集成在電子卡上的IL-LD模塊)的鎖定余量。可以通過(guò)在IL-LD器件上提供第三調(diào)制部分來(lái)克服上述問(wèn)題，第三調(diào)制部分專用于調(diào)制，并具有足夠小的體積以在調(diào)制期間使載流子變化最小化。另一解決方案可以是向有源材料提供最小化的相位-幅度因子(och)，即och的因子但小于2，以在調(diào)幅期間引入最小的折射率變化。又一解決方案可以是使用可以增強(qiáng)調(diào)制信號(hào)的動(dòng)態(tài)消光比的腔外可飽和吸收器(off-cavity saturable absorber),該腔外可飽和吸收器通過(guò)在其飽
和功率條件下吸收光功率，并在輸入光功率高于飽和功率時(shí)讓整個(gè)信號(hào)通過(guò)，因此消除了激光器腔內(nèi)進(jìn)行大載流子密度調(diào)制的需要。
應(yīng)當(dāng)注意，有源部分中的增益材料還可以呈現(xiàn)雙折射率值。然而，通過(guò)調(diào)整具有不同雙折射率值的無(wú)源部分的偏置電流或電壓，可以補(bǔ)償整個(gè)結(jié)構(gòu)的總的TE/TM模式折射率差異。
ii
權(quán)利要求
1、一種注入鎖定光子器件，包括至少兩個(gè)部分，所述至少兩個(gè)部分中的一個(gè)部分的材料與所述至少兩個(gè)部分中的另一個(gè)部分的材料不同，以使所述至少兩個(gè)部分呈現(xiàn)不同的光學(xué)雙折射率值，從而響應(yīng)于注入光信號(hào)，使第一組偏振模式以不同于第二組偏振模式的速度在光譜空間中移動(dòng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光子器件，其中，所述光子器件是激光器二極管或光濾波器或干涉計(jì)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光器二極管，其中，所述至少兩個(gè)部分包括由優(yōu)化的PI增益材料構(gòu)成的一個(gè)部分，以及由雙折射優(yōu)化的無(wú)源材料構(gòu)成的另一部分，使得響應(yīng)于注入光信號(hào)，在激光器腔中產(chǎn)生的總雙折射減少至零，或?qū)嵸|(zhì)上減少所述總雙折射。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光器二極管，其中，有源部分由體拉伸應(yīng)變材料構(gòu)成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光器二極管，其中，偏振不敏感增益材料的結(jié)構(gòu)包括InP材料構(gòu)成的緩沖層；應(yīng)變InGaAsP材料構(gòu)成的第一光限制層32;應(yīng)變InGaAsP材料構(gòu)成的有源增益層；應(yīng)變InGaAsP構(gòu)成的第二光限制層；以及InP構(gòu)成的頂層。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光器二極管，其中，所述第一光限制層具有約200nm的厚度；有源增益層具有約120nm的厚度；第二光限制層具有約200nm的厚度；以及頂層具有約200nm的厚度。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光器二極管，其中，無(wú)源材料由壓應(yīng)變體結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光器二極管，其中，無(wú)源材料是具有以下層的堆疊結(jié)構(gòu)InP:Be構(gòu)成的調(diào)整層；InGaAsP構(gòu)成的應(yīng)變體層；以及InP:Si構(gòu)成的頂層。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光器二極管，其中，InGaAsP 1.45體層具有約420nm的厚度，并且所述頂層具有約250mn的厚度。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光器二極管，包括調(diào)制部分，具有適于減小或最小化調(diào)制期間的載流子變化的體積。
11、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光器二極管，包括有源材料，具有減小或最小化的相位-幅度因子，適于在調(diào)幅期間引入減小或最小化的折射率變化。
12、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光器二極管，包括腔外可飽和吸收器，適于增強(qiáng)調(diào)制信號(hào)的動(dòng)態(tài)消光比。
13、 一種在光纖到戶接入網(wǎng)絡(luò)中使用的光網(wǎng)絡(luò)單元，包括權(quán)利要求所述的器件。
14、 一種制造注入鎖定光子器件的方法，包括以下步驟生長(zhǎng)至少一個(gè)第一部分和至少一個(gè)第二部分，其中，所述至少一個(gè)第一部分的材料不同于所述至少一個(gè)第二部分的材料，以使所述第一和第二部分呈現(xiàn)不同的光學(xué)雙折射率值，從而響應(yīng)于注入光信號(hào)，使第一組偏振模式以不同于第二組偏振模式的速度在光譜空間中移動(dòng)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述光子器件是FPLD或光濾波器或干涉計(jì)，并且所述方法包括以下步驟在所述第一部分中生長(zhǎng)優(yōu)化的PI增益材料，并且在所述第二部分中生長(zhǎng)雙折射優(yōu)化的無(wú)源材料，使得激光器腔中產(chǎn)生的總雙折射減少至零，或?qū)嵸|(zhì)上減少所述總雙折射。
16、 一種降低注入鎖定光子器件中對(duì)偏振的敏感性的方法，所述注入鎖定光子器件包括至少兩個(gè)部分，所述至少兩個(gè)部分中的一個(gè)部分的材料與所述至少兩個(gè)部分中的另一個(gè)部分的材料不同，以使所述至少兩個(gè)部分呈現(xiàn)不同的光學(xué)雙折射率值，從而響應(yīng)于注入光信號(hào)，使第一組偏振模式以不同于第二組偏振模式的速度在光譜空間中移動(dòng)，所述方法包括以下步驟利用電流將所述第一部分偏置以獲得光增益，并利用電流或電壓將所述第二部分偏置以控制雙折射效應(yīng)，其中，執(zhí)行所述電流或電壓的偏置以控制雙折射效應(yīng)，以使所述器件中的TE模式和TM模式的相應(yīng)光譜位置一致。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述方法，其中，使用包含偏置條件和使用條件之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系在內(nèi)的查找表來(lái)調(diào)整所述雙折射效應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光子器件，包括一個(gè)部分和另一部分，所述一個(gè)部分的材料與所述另一部分的材料不同，以使兩個(gè)部分呈現(xiàn)不同的光學(xué)雙折射率值。這使第一組偏振模式以不同于第二組偏振模式的速度在光譜空間中移動(dòng)。使用偏置電流或電壓來(lái)控制器件中的總雙折射效應(yīng)。執(zhí)行用于控制雙折射效應(yīng)的偏置，以使器件的TE模式和TM模式的相應(yīng)光譜位置一致。因此使器件對(duì)任何輸入光信息的偏振不敏感或?qū)嵸|(zhì)上呈現(xiàn)降低的敏感性。
文檔編號(hào)G02F1/35GK101666953SQ20091015176
公開(kāi)日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者亞歷山大·沈, 段廣華 申請(qǐng)人:阿爾卡特朗訊