直調(diào)式激光器的制造方法
【專利摘要】一種激光系統(tǒng)可包括響應于第一電刺激將電載流子傳輸至有源區(qū)的電極。該激光系統(tǒng)還可包括響應于第二電刺激將電載流子傳輸至該有源區(qū)的另一電極。這些電載流子可以在該有源區(qū)中結合，來發(fā)射用于生成光信號的光子。該系統(tǒng)可進一步包括又一電極，該又一電極響應于電刺激而影響設備層中電載流子的濃度，以改變與第一波導區(qū)、第二波導區(qū)以及該設備層中的至少一個相關聯(lián)的內(nèi)電容區(qū)的電容。該第三電刺激可以被調(diào)制為基于該內(nèi)電容區(qū)的電容改變對該光信號進行調(diào)制。
【專利說明】直調(diào)式激光器
【背景技術】
[0001]隨著對高速、高效通信日益增長的需求，光學系統(tǒng)在現(xiàn)代通信中日益普遍存在。光學系統(tǒng)可使用激光器來生成光學信號。典型的半導體激光器可以根據(jù)正、負電載流子在有源區(qū)中復合來發(fā)射光子。在電驅動激光器的情況中，該過程是響應于生成經(jīng)過激光器中的相應正、負摻雜區(qū)以及金屬電極的電流而發(fā)生的。可以例如根據(jù)電流的幅值控制有源區(qū)中正、負載流子的濃度。因此，典型的激光器可以被調(diào)制為根據(jù)流經(jīng)該激光器有源區(qū)的電流的幅值來改變波長和/或強度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0002]圖1圖示激光系統(tǒng)的示例性示意圖。
[0003]圖2圖示環(huán)形激光器的示例。
[0004]圖3圖示圖2示例的環(huán)形激光器的調(diào)制的示例性示意圖。
[0005]圖4圖示線形激光器的示例。
[0006]圖5圖示圖4示例的線形激光器的調(diào)制的示例性示意圖。
[0007]圖6圖示用于調(diào)制激光器的示例性方法。
【具體實施方式】
[0008]圖1圖不激光系統(tǒng)10的不例性不意圖。激光系統(tǒng)10可應用于諸如光通信、光互連系統(tǒng)等各種光學系統(tǒng)中的任一種中。作為示例，激光系統(tǒng)10可被實現(xiàn)為環(huán)形諧振激光器或者線形諧振激光器?？梢岳斫獾氖?，以下采用圖表形式描述圖1的示例，從而圖1示例的布局不旨在只是激光系統(tǒng)10的物理描述。
[0009]激光系統(tǒng)10包括第一電極12與第二電極14，電流Ilas經(jīng)由電流源16被施加通過第一電極12與第二電極14。第一電極12和第二電極14可被配置為金屬電極。作為示例，激光系統(tǒng)10可被實現(xiàn)為由位于硅層上的光發(fā)射化合物半導體層組成的混合硅(Si)激光器。例如，第一電極12可聯(lián)接至P摻雜接觸層，第二電極14可聯(lián)接至N摻雜接觸層。盡管第一電極12和第二電極14的電刺激在本文中被描述為經(jīng)由電流源(即，電流源16)，但應理解的是，激光系統(tǒng)10可以實施電壓源，來向第一電極12和第二電極14提供電刺激。
[0010]在圖1的示例中，第一電極12與第一波導區(qū)18聯(lián)接，第二電極14與第二波導區(qū)20聯(lián)接。作為示例，第一波導區(qū)18和第二波導區(qū)20均可由諸如磷化銦(InP)的摻雜II1-V族化合物材料形成。因此，第一波導區(qū)18可以由P型摻雜磷化銦(S卩，P-1nP)形成，第二波導區(qū)20可以由N型摻雜磷化銦(即，N-1nP)形成。響應于施加至第一電極12和第二電極14的電流Ius，第一波導區(qū)18、第二波導區(qū)20可以被配置為傳輸電載流子，諸如第一波導區(qū)18中的空穴和第二波導區(qū)20中的電子。電載流子可在用于連通第一波導區(qū)18和第二波導區(qū)20的有源區(qū)22中復合，來發(fā)射用于生成光信號OPT的光子，光子可以是激光束。
[0011]從有源區(qū)22發(fā)射的光子的密度取決于有源區(qū)22中的載流子濃度以及隨著光信號OPT在其中諧振而與激光系統(tǒng)10中的有源區(qū)22、波導區(qū)18和20、電極12和14以及一個或者多個設備層24相關聯(lián)的光損耗。除了與激光系統(tǒng)10的材料相關的損耗之外，激光系統(tǒng)10的總光損耗還可以包括波導缺陷。例如，基于設備層24中的一個或多個、第一波導區(qū)18、第二波導區(qū)20與有源區(qū)22之間相似折射率且在物理位置上鄰近，從有源區(qū)22發(fā)射的光子可產(chǎn)生被部分地限制于第一波導區(qū)18和/或第二波導區(qū)20以及這一(些)設備層24內(nèi)的光模?？苫陔娏鱅las的幅值來控制有源區(qū)22中的載流子濃度，由此可增大電流Ilas來生成足量光子,從而抵消總光損耗,并因此生成光信號OPT。因此，可基于電流Ius的幅值來調(diào)制光子密度以及由此調(diào)制光信號OPT的強度和/或波長。然而，增大或降低電流Ilas的幅值會導致波長的同步偏移(被稱為啁啾)，而這對于其中欲將每個信號通道鎖定在特定波長下的波分復用應用是不期望的。此外，增大或降低電流Ius的幅值也會需要高的輸出功率，以實現(xiàn)激光系統(tǒng)10的高速調(diào)制，這可導致過量功率消耗。
[0012]激光系統(tǒng)10進一步包括電容區(qū)26以及聯(lián)接至設備層24的第三電極28。電容區(qū)26可以是激光系統(tǒng)10內(nèi)部的整體基于第二電極14、設備層24、第三電極28、以及位于設備層24與第二波導區(qū)20之間的薄絕緣層的電容區(qū)域。作為示例，第三電極28可以是可聯(lián)接至P型接觸層的金屬電極。相對于施加至第二電極14的電流Ilas的電刺激，第三電極28接收呈偏壓Vm形式的電刺激。作為示例，偏壓Vm可以是可調(diào)直流電壓或交流電壓，或者可被實現(xiàn)為具有直流分量的交流偏壓。
[0013]響應于由偏SVm與第二電極14的電壓之間的差而產(chǎn)生的電場，額外電載流子可以累積在設備層24和第二波導區(qū)20中，以調(diào)節(jié)電容區(qū)26的電容。由于電載流子的累積和消耗以及由此對電容區(qū)26中的電容的影響，與包圍電容區(qū)26的材料相關的折射率可降低，并且與包圍電容區(qū)26的材料相關的總光損耗可增加。因此，可被限制于第一波導區(qū)18、第二波導區(qū)20、有源區(qū)22以及設備層24的光模相應改變。因此，總光損耗與由于電流Ilas而導致的光子生成之間的平衡可被調(diào)節(jié)為引起光信號OPT的強度變化。相應地，電流Ilas的幅值可保持在基本恒定的幅值，以設置有源區(qū)22中基本恒定的載流子濃度，并且可調(diào)節(jié)偏壓以改變電容區(qū)26的電容，從而調(diào)制光信號OPT。
[0014]與限制典型的載流子注入調(diào)制激光器的速率的載流子擴散過程相比，由于電容區(qū)26具有極快的充電和放電特性，從而折射率變化和光模損耗在本質(zhì)上可快的多。傳統(tǒng)電流調(diào)制半導體激光器的速率與信號OPT的輸出強度成正比。因此，較高的調(diào)制速率需要較多的電流注入，這可導致較高的耗散電功率。在許多情況中，增加的耗散電功率可造成設備發(fā)熱增強，這可影響設備性能(例如，導致較低的輸出強度、較高的激光閾限、降低的速率、向著較高激光波長的偏移和/或可靠性問題)，并且可導致調(diào)制速率因熱受限。
[0015]與典型的電流調(diào)制激光系統(tǒng)相反的是，由于激光系統(tǒng)10的光信號OPT的調(diào)制速率并不依賴于電流Ius的幅值，因此電流Ilas可以保持在基本恒定的幅值，從而導致充分低的電功率耗散。此外，因為電極14與第三電極28之間基本沒有電流流過，因此可在激光系統(tǒng)10中簡單地執(zhí)行光信號OPT的調(diào)制(例如，使用易于集成的外部電氣控制電路)并且基本沒有直流功率損耗。相應地，激光系統(tǒng)10可在非常高的速率下運行，并且具有每信息位一單位功率損耗，這基本低于典型的直調(diào)激光系統(tǒng)。此外，除對電壓Vm進行調(diào)制之外，通過分別降低或增大電流Ilas的幅值并基于有源區(qū)22中載流子濃度的相應降低或增大，可以基本最小化激光系統(tǒng)10中由于載流子在電容區(qū)26的累積或消耗而導致的波長啁啾。因此，與典型激光系統(tǒng)相比，可以非?？焖俚卣{(diào)制激光系統(tǒng)10，同時具有細微的波長啁啾。此外，由于激光系統(tǒng)10相對于典型的激光系統(tǒng)只集成一個額外電極(即，第三電極28)，因此可以以占地小的廉價方式制造激光系統(tǒng)10。
[0016]圖2圖示了環(huán)形激光器50的示例。作為示例，環(huán)形激光器50可以包括各種駐波諧振激光器中的任意一種。以局部剖面圖(例如，基本是半剖面)形式展示環(huán)形激光器50，以致因對稱性在圖2示例中省略了環(huán)形激光器50沿虛線52的鏡像。環(huán)形激光器50可對應于圖1示例中的激光系統(tǒng)10。因此，在圖2示例的以下描述中參考了圖1的示例。
[0017]環(huán)形激光器50包括可由未摻雜Si形成的基板54。環(huán)形激光器50還包括位于基板54上的氧化埋層56。環(huán)形激光器50進一步包括位于氧化埋層56之上的設備層58。作為示例，設備層58可由硅構成。因此，環(huán)形激光器50可在絕緣體上硅(SOI)制造工藝中制造而成。環(huán)形激光器50還包括第一波導區(qū)60和第二波導區(qū)62，第一波導區(qū)60和第二波導區(qū)62可分別由P摻雜和N摻雜II1-V族材料(諸如InP)形成。第二波導區(qū)62可形成在設備層58的一部分上，并且可通過有源層64與第一波導區(qū)60分離。作為示例，有源層64可包括例如由銦鋁鎵砷化物(InAlGaAs)形成的多個量子阱。
[0018]環(huán)形激光器50進一步包括聯(lián)接至第一波導區(qū)60的第一電極66以及聯(lián)接至第二波導區(qū)62的第二電極68。作為不例,第一電極66和第二電極68可分別包括摻雜接觸層(未示出)，例如，分別包括P摻雜銦鎵砷化物(InGaAs)和N摻雜銦磷化物(InP)。此外，環(huán)形激光器50包括第三電極70,第三電極70部分形成于設備層58之上并沿設備層58、氧化埋層56和基板54延伸。因此，在圖2的示例中，在環(huán)形激光器50運行期間，第三電極70可充當熱分流器。與第一電極66和第二電極68相似的是，第三電極70可包括摻雜接觸層(未示出)，例如P摻雜化合物半導體。可替代地，電極66、68與70可以是金屬，并且設備層58的上方形成有第三電極70的那部分可以是摻雜的(例如，P摻雜)。
[0019]位于設備層58與第二波導區(qū)62之間的結合部是非常薄的界面氧化層72。作為示例，界面氧化層72可由來自第二波導區(qū)62的InP和來自設備層58的硅的原生氧化物形成，這兩者在制造期間可在薄層(例如，大約15納米)中內(nèi)在地結合。因此，界面氧化層72可在設備層58與第二增益層62之間限定電容區(qū)73。此外，環(huán)形激光器50可包括形成在界面氧化層72上或者代替界面氧化層72的具有高K常數(shù)的一個或者多個非原生介電層。絕緣體材料屬性和/或厚度可影響電容區(qū)73處的載流子累積以及第二波導層62與設備層58的光模交疊。此外，額外的非原生介電層在制造期間可用作第二波導層62和/或設備層58的保護層。
[0020]此外，在圖2的示例中，在環(huán)形激光器50的設備層58內(nèi)蝕刻溝槽74，從而將界面氧化層72的電容區(qū)73限制于有源區(qū)64之下。以此方式，由電容與電阻的乘積得出的調(diào)制帶寬(即速率)可以很高。此外，溝槽74的寬度和位置可被設定為允許設備層58僅支持單一光模，從而導致光信號OPT的單模激光發(fā)射。此外，在圖2的示例中，絕緣體層76聯(lián)接至由波導層60與62以及有源區(qū)64限定的環(huán)形諧振器的外側壁。絕緣體層76可使第三電極70與環(huán)形激光器50的II1-V族材料電隔離，并可將光模限制于該環(huán)形諧振腔，從而防止第三電極70中的金屬光吸收。
[0021]圖3圖示圖2示例的環(huán)形激光器50的調(diào)制的示例性示意圖100。在圖3的示例中，電流源102聯(lián)接至第一電極66、第二電極68，以生成電流Ius，電流Ilas流經(jīng)第一電極66、第一波導區(qū)60、有源區(qū)64、第二波導區(qū)62和第二電極68。響應于電流Ius,從第一電極66經(jīng)第一波導區(qū)60向有源區(qū)64注入P型載流子104 ( S卩，空穴)，并且從第二電極68經(jīng)第二波導區(qū)62向有源區(qū)64注入N型載流子106 (即，電子)。P型載流子104和N型載流子106可在有源區(qū)64中結合，以發(fā)射光子，其中光子可繞環(huán)形激光器50諧振，以生成光信號OPT，這在圖3的示例中被展示為在臨近有源區(qū)64和電容區(qū)73的頁面以外(即，繞圓環(huán)圖案)諧振。此外，如上在圖1示例中所描述的，基于第一波導區(qū)60、第二波導區(qū)62、設備層58與有源區(qū)64的相似折射率且在物理位置上鄰近，來自從有源區(qū)64發(fā)射的光子的光?？杀徊糠窒拗朴诘谝徊▽^(qū)60、第二波導區(qū)62、有源區(qū)64以及設備層58中。
[0022]在圖3的示例中，電流Ius的幅值可基本恒定，因而P型載流子104和N型載流子106的濃度可基本恒定。此外,例如相對于第二電極68,向第三電極70施加偏壓VMQD。響應于偏壓VMQD，形成環(huán)形激光器50內(nèi)的被弓I導通過設備層58、界面氧化層72以及波導層62的電場。在電場的作用下，以及作為界面氧化層72與溝槽74的結果，P型載流子110在設備層58處的電容區(qū)73中被俘獲或消耗。同時，與P型載流子110基本相同量的N型載流子106同樣在電容區(qū)73中(即，界面氧化層72的位于第二波導區(qū)62的另一面)也被俘獲或消耗。該消耗或累積過程可由該電場的方向確定，而該電場的方向受控于偏壓Vm的極性。因此，電容區(qū)73中的載流子變化調(diào)節(jié)波導層62與設備層58的折射率。另外，第二波導區(qū)62與設備層58的光損耗可相應地增大或減少，從而有效地增大或減少總的光模損耗?？赏ㄟ^光模在設備層58與第二波導區(qū)62中交疊的強度如何來確定對總光模的作用。
[0023]額外光模損耗的介入可抵消有源區(qū)64中由電流Ilas導致的光子生成率與初始總光損耗之間的平衡。因此，可實現(xiàn)光信號OPT的強度和/或波長變化。強度變化的幅度可由電容區(qū)73中的載流子濃度變化來確定，由此基于在第三電極施加的偏壓Vm的幅值。相應地，可基于改變偏壓Vm的幅值來調(diào)制光信號OPT。
[0024]作為示例，環(huán)形激光器50可在其中每個信號通道的絕對波長無需固定而通道間隔可保持固定的應用中實施。第二波導區(qū)62和設備層58的折射率變化可誘導光模相變，該光模相變可得到環(huán)形激光器50的諧振腔支持。因此，光信號OPT的諧振波長同樣可由偏壓Vm調(diào)制。作為示例，可通過向偏壓Vm增加直流分量來實現(xiàn)波長調(diào)諧，使電容區(qū)73周圍的基準載流子濃度僅響應于該直流偏壓是可控的，從而允許調(diào)諧光信號OPT的初始特征，例如光信號OPT的波長(即，相位)。作為又一示例，環(huán)形激光器50可在其中每個信號通道的絕對波長被規(guī)定為固定的應用中實施。在此應用中，可基于偏壓Vm的調(diào)制對光信號OPT進行強度調(diào)制，同時可基于電流Ilas的調(diào)制防止光信號OPT的相變。如在本文中描述的，在調(diào)制偏壓Vm以調(diào)制光信號OPT的強度的基礎上，經(jīng)調(diào)制的電流Ius仍可以保持在基本最小幅度，以減緩功率消耗。
[0025]圖4圖示線形激光器150的示例。線形激光器150同樣可對應于圖1示例的激光系統(tǒng)10。因此，在圖4示例的以下描述中參考了圖1的示例。作為示例，線形激光器150可包括諸如法布里一珀羅、分布式反饋以及分布式布拉格反射鏡諧振激光器之類的各種駐波諧振激光器中的任意一種。
[0026]線形激光器150包括由未摻雜娃形成的基板152。線形激光器150還包括位于基板152之上的氧化埋層154。線形激光器150進一步包括位于氧化埋層154之上的設備層156。作為不例,設備層156由娃形成。因此,線形激光器150可在絕緣體上娃(SOI)基板上制造而成。線形激光器150還包括可分別由P摻雜和N摻雜II1-V族化合物材料(諸如InP)構成的第一波導區(qū)158和第二波導區(qū)160。在圖4的示例中，第二波導區(qū)160被展示為形成在設備層156的一部分上，并且通過有源層162與第一波導區(qū)158分離。線形激光器150進一步包括位于第一波導區(qū)158與第二波導區(qū)160中的摻雜區(qū)163。區(qū)163可摻有諸如氫正離子的質(zhì)子，以基本防止P型載流子(即，空穴)從中移動穿過，例如有助于P型載流子移動通過第一波導層158的中央?yún)^(qū)域。
[0027]線形激光器150包括聯(lián)接至第一波導區(qū)158的第一電極164。線形激光器150進一步包括第一子電極166與第二子電極168,第一子電極166與第二子電極168 —起形成第二電極并且均聯(lián)接至第二波導區(qū)160。與圖2和圖3示例中的環(huán)形激光器50相似的是，第一電極164可包括摻雜接觸層(未示出)，例如P摻雜InGaAs，并且第一子電極166與第二子電極168同樣可包括摻雜接觸層(未示出)，例如N摻雜InP。此外，線形激光器150包括形成于設備層156之上的第三電極170。第三電極170可包括摻雜半導體材料接觸層(如示出)，例如P摻雜硅。
[0028]位于設備層156與第二波導區(qū)160之間的結合部是非常薄的界面氧化層172。作為示例，界面氧化層172可由來自第二波導區(qū)160的InP和來自設備層156的硅的原生氧化物形成，這兩者在制造期間可在薄層(例如，大約15納米)中內(nèi)在地結合。另外或可替代地，與上面在圖2示例中描述的相似，界面氧化層172可包括額外沉積的介電層。因此，界面氧化層172可在設備層156與第二增益層160之間限定電容區(qū)173。與上面在圖2示例中描述的相似，線形激光器150還可包括形成于界面氧化層172之上的具有高K常數(shù)的一個或者多個額外的介電層，該介電層可影響電容區(qū)173處的載流子累積。此外，還與上面在圖2示例中描述的相似，在圖4的示例中，在線形激光器150的設備層156內(nèi)蝕刻溝槽174，以將界面氧化層172的電容區(qū)173中的載流子限制于第二波導區(qū)160中。
[0029]圖5圖示了圖4示例的線形激光器150的調(diào)制的示例性示意圖200。在圖5的示例中，電流源202聯(lián)接至第 一電極164以及第一子電極166和第二子電極168，以生成電流I las?電流Ius流經(jīng)第一電極164、第一波導區(qū)158、有源區(qū)162、第二波導區(qū)160、第一子電極166與第二子電極168。響應于電流Ius，從第一電極164和/或第一波導區(qū)158向有源區(qū)162注入P型載流子204 (即，空穴)。在圖5的示例中，氫摻雜區(qū)163被配置為提供使P型載流子204到達有源區(qū)162的較窄通道。同樣響應于電流Ilas，從第一子電極166、第二子電極168和/或第二波導區(qū)160向有源區(qū)162注入N型載流子206 (即，電子)。因此，P型載流子204和N型載流子206在有源區(qū)162中結合，以發(fā)射光子，光子可在線形激光器150的線形腔內(nèi)諧振以生成光信號0ΡΤ，在圖5的示例中被展示為在鄰近有源區(qū)162和電容區(qū)173的頁面內(nèi)外(B卩，線形地)諧振。此外，如上面在圖1示例中所描述的，基于第一波導區(qū)158、第二波導區(qū)160、設備層156與有源區(qū)162的相似折射率以及在物理位置上緊密相鄰，從有源區(qū)162發(fā)射的光子的光?？杀徊糠窒拗朴诘谝徊▽^(qū)158和/或第二波導區(qū)160以及設備層156中。
[0030]在圖5的示例中，電流Ius的幅值可基本恒定，使P型載流子204和N型載流子206的濃度可基本恒定。此外，電壓源208被展示為相對于第一子電極166與第二子電極168向第三電極170施加交流和/或直流偏壓VMQD。響應于偏壓VMQD，第三電極170將P型載流子210 (例如，空穴)注入到設備層156中。設備層156的氫摻雜區(qū)163防止P型載流子210進入設備層156中。[0031]由于界面氧化層172與溝槽174的結果，P型載流子210被俘獲在設備層156的電容區(qū)173中。因此，P型載流子210在線形激光器150內(nèi)生成被引導通過設備層156、第二波導區(qū)160、第一波導區(qū)158以及有源區(qū)162的電場。因此，該電場調(diào)節(jié)設備層156、第一波導區(qū)158以及第二波導區(qū)160中的一個或多個的折射率。由此，可以基本降低設備層156、第一波導區(qū)158以及第二波導區(qū)160的光損耗，從而釋放被部分限制在其中的光模。相應地，以類似于上面在圖3示例中描述的方式，可以基于改變偏壓Vm的幅值來調(diào)制光信號OPT。
[0032]可以理解的是，環(huán)形激光器50和線形激光器150并不旨在分別限于圖2、圖3和圖
4、圖5的示例。作為示例，在環(huán)形激光器50和/或線形激光器150的形成中，可實施各種制造技術中的任何一種。因此，環(huán)形激光器50和線形激光器150的物理配置并不分別限于圖2、圖3與圖4、圖5的示例。另外，盡管在環(huán)形激光器50和線形激光器150被配置為混合硅激光器的背景下描述了本文中所描述的技術，但可以針對激光器的其它各種材質(zhì)配置中的任意一種來實施本文中所描述的技術。
[0033]鑒于上面描述的上述結構特征和功能特征，將參照圖6更好地理解示例性方法。盡管為便于簡潔說明，圖6的方法被示出并描述為連續(xù)執(zhí)行，但應理解和明白的是，與本文中所示出和描述不同的是，該方法的一部分可依照不同順序和/或同時發(fā)生，因此該方法并不限于所圖示的順序。
[0034]圖6圖示了調(diào)制激光器的方法250的示例。在252處，生成經(jīng)由第一電極(例如第一電極12)和第二電極(例如第二電極14)的電流(例如電流Ilas)，以通過P摻雜波導區(qū)(例如第一波導區(qū)18)傳輸P型電載流子(例如P型載流子104)，通過N摻雜波導區(qū)(例如第二波導區(qū)20)傳輸N型電載流子(例如N型載流子106)，N型電載流子與P型電載流子在有源區(qū)(例如有源區(qū)22)中結合，以發(fā)射用于生成光信號(例如光信號OPT)的光子。在254處，在第三電極(例如第三電極28)處施加偏壓(例如偏壓Vmqd)，以生成與該激光器相關聯(lián)的內(nèi)電容區(qū)(例如電容區(qū)26)。在256處，調(diào)制該偏壓，以基于與該內(nèi)電容區(qū)相關聯(lián)的電容改變來對該光信號進行調(diào)制。
[0035]以上所描述的為示例。描述各組件或者各方法所有可能的組合當然是不可能的，但本領域普通技術人員會認識到，更多的組合和排列上可能的。因此，本發(fā)明旨在包含落在本申請的包括所附權利要求的范圍內(nèi)的所有這種替換、修改、改動。如在此所用的，“包括”一詞表示的是“包括但不限制于”。“基于”一詞表示“至少部分基于”。此外，當公開內(nèi)容或者權利要求記載“一”、“第一”或“另一”要素或其等同物時，其應被理解為包括“一個或者多個”該要素，并不要求也不排除“兩個或更多個”該要素。
【權利要求】
1.一種激光系統(tǒng),包括: 第一電極，響應于第一電刺激，經(jīng)由第一波導區(qū)將第一電載流子傳輸至有源區(qū)； 第二電極，響應于第二電刺激，經(jīng)由第二波導區(qū)將第二電載流子傳輸至所述有源區(qū)，所述第一電載流子和所述第二電載流子在所述有源區(qū)中結合，以發(fā)射用于生成光信號的光子；和 第三電極，響應于第三電刺激，影響與所述第二波導區(qū)鄰近的設備層中的第三電載流子的濃度，以改變與所述第一波導區(qū)、所述第二波導區(qū)以及所述設備層中的至少一個相關聯(lián)的內(nèi)電容區(qū)的電容，所述第三電刺激被調(diào)制為基于所述內(nèi)電容區(qū)的電容改變對所述光信號進行調(diào)制。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一電刺激與所述第二電刺激用于生成經(jīng)過所述第一電極、所述第二電極、所述第一波導區(qū)以及所述第二波導區(qū)的基本恒定的電流，并且其中所述第三電刺激是相對于所述第二電刺激的偏壓，所述偏壓被調(diào)制為對所述光信號進行調(diào)制。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括在所述設備層中蝕刻的溝槽，所述溝槽用于將所述第二電載流子和所述第三電載流子限制在所述第二波導區(qū)和所述設備層中的所述內(nèi)電容區(qū)，并且有助于所述光信號的單模工作。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括形成在所述內(nèi)電容區(qū)上的絕緣層，所述絕緣層用于基本增強所述第三電載流子在所述設備層中的累積。
5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電容改變使所述第一波導區(qū)、所述第二波導區(qū)、所述有源區(qū)以及所述設備層中的至少一個的總光損耗和折射率中的至少一種發(fā)生變化。
6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第三電極被形成為沿多個設備層延伸至基板層，以提供熱分流。
7.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括與所述光信號相關聯(lián)的行波諧振器和駐波諧振器中的一種。
8.一種用于調(diào)制激光器的方法，所述方法包括: 生成經(jīng)由第一電極與第二電極的電流，以通過P摻雜波導區(qū)傳輸P型電載流子，通過N摻雜波導區(qū)傳輸N型電載流子，所述N型電載流子和所述P型電載流子在有源區(qū)中結合，以發(fā)射用于生成光信號的光子； 在第三電極施加偏壓，以生成與所述激光器相關聯(lián)的內(nèi)電容區(qū)；以及 調(diào)制所述偏壓，以基于與所述內(nèi)電容區(qū)相關聯(lián)的電容改變對所述光信號進行調(diào)制。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中調(diào)制所述偏壓包括:響應于與所述內(nèi)電容區(qū)相關聯(lián)的電容改變，改變與所述P摻雜波導區(qū)、所述N摻雜波導區(qū)以及與所述N摻雜區(qū)鄰近的設備層中的至少一個相關聯(lián)的總光損耗和折射率中的至少一種。
10.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中施加偏壓包括:在所述第三電極施加所述偏壓，以通過形成在所述設備層與所述N摻雜波導區(qū)之間的絕緣層生成所述內(nèi)電容區(qū)。
11.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中施加偏壓包括影響設備層處的第二P型電載流子的濃度，所述方法進一步包括通過在所述設備層中蝕刻的溝槽將所述第二 P型電載流子與所述N型載流子限制在所述內(nèi)電 容區(qū)，以有助于所述光信號的單模工作。
12.根據(jù)權利要求8所述的方法，進一步包括獨立于所述偏壓調(diào)制所述電流，以在基本不改變所述光信號的波長的情況下調(diào)制所述光信號的強度。
13.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中施加偏壓包括向所述偏壓施加直流電壓，所述直流電壓具有基本固定的幅值，被設置為調(diào)諧所述光信號的初始特性，其中調(diào)制所述偏壓包括將所述偏壓調(diào)制為高于所述直流電壓的所述基本固定的幅值，以調(diào)制所述光信號。
14.一種激光系統(tǒng),包括: 第一電極，響應于電流，經(jīng)由第一波導區(qū)將第一電載流子傳輸至有源區(qū)； 第二電極，響應于所述電流，經(jīng)由第二波導區(qū)將第二電載流子傳輸至所述有源區(qū)，所述第一電載流子和所述第二電載流子在所述有源區(qū)中結合，以發(fā)射用于生成光信號的光子；和 第三電極，響應于偏壓，影響與所述第二波導區(qū)鄰近的設備層中的第三電載流子的濃度，以改變與所述第一波導區(qū)、所述第二波導區(qū)以及所述設備層中的至少一個相關聯(lián)的內(nèi)電容區(qū)的電容，電容的改變通過偏壓被控制，以改變所述第一波導區(qū)、所述第二波導區(qū)、所述有源區(qū)以及所述設備層中的至少一個的總光損耗和折射率中的至少一種，來調(diào)制所述光信號。
15.根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，進一步包括在所述設備層中蝕刻的溝槽，所述溝槽用于將所述第二電載流子與所述第三電載流子限制在所述第二波導區(qū)與所述設備層中的所述內(nèi)電容區(qū)，并且有助于所 述光信號的單模工作。
【文檔編號】H01S5/10GK103891067SQ201180074425
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2011年11月1日 優(yōu)先權日:2011年11月1日
【發(fā)明者】梁迪 申請人:惠普發(fā)展公司，有限責任合伙企業(yè)