本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光器件。

背景技術(shù)：

云計算、大數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)朝著100G以上發(fā)展。100G傳輸，實際上是用4個不同波長、傳輸速率25G/s的分布式反饋激光器(英文全稱：Distributed Feedback Laser，英文簡稱：DFB)，利用稀疏波分復(fù)用(英文全稱：Coarse Wavelength Division Multiplexer，英文簡稱：CWDM)技術(shù)復(fù)用到一根100G容量的單模光纖傳輸。

100G傳輸?shù)年P(guān)鍵部件是4個DFB的單片集成。一般的設(shè)計是把4個25G DFB并排排列，各個DFB輸出光通過彎曲的單模波導(dǎo)傳輸至合波波導(dǎo)，然后輸出，耦合到一根單模光纖。這樣的設(shè)計，考慮單芯片散熱，以及陣列的熱串?dāng)_，單芯片間隔(寬度)必須足夠大。如果一個激光器寬度(指與激光器兩個出光面之間垂直方向上的寬度)250微米，那么陣列寬度至少1毫米；縱向方向：激光器、波導(dǎo)、MMI多模干涉(MMI-Multi-Mode Interference)混波器，縱向長度接近2毫米。這樣，兩英寸磷化銦(英文全稱：indium phosphide，簡寫：InP)襯底，只能產(chǎn)出400-500個陣列芯片?？紤]每個25G DFB良率50％，陣列總良率6％，一個2英寸襯底最大產(chǎn)出30顆陣列，成本無法承受。

因此，由于現(xiàn)有技術(shù)中激光器件中的激光器分布在一排上，分布相對分散，造成激光器件中元件布局不合理，不利于成本控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供一種激光器件，能夠提供一種新的元件布局方式，有效控制成本。

提供一種激光器件，包括多模波導(dǎo)、多個激光器以及對應(yīng)每個激光器的光波導(dǎo)；

其中，所述多個激光器呈N*M陣列式排布，所述激光器的第一出光面通過光波導(dǎo)連接至所述多模波導(dǎo)的分支端口，所述多模波導(dǎo)的公共端口連接至輸出單模光波導(dǎo)，其中所述N≥2，M＝2；

其中，所述M列激光器中，第一列激光器的第一出光面與第二列激光器的第一出光面相對。

上述方案中，激光器件中多個激光器呈N*M陣列式排布，激光器的第一出光面通過光波導(dǎo)連接至多模波導(dǎo)的分支端口，多模波導(dǎo)的公共端口連接至輸出單模光波導(dǎo)，其中N≥2，M＝2；其中，M列激光器中，第一列激光器的第一出光面與第二列激光器的第一出光面相對；由于將激光器分成兩列設(shè)置，改變了現(xiàn)有技術(shù)中所有激光器并排排列的形式，相對現(xiàn)有技術(shù)，多個激光器在激光器件中的排列方式更加集中，這種布局方式，更加有利于控制成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的實施例提供的一種激光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的實施例提供的一種光波導(dǎo)與多模波導(dǎo)以及傳輸光纖耦合原理示意圖；

圖3為本發(fā)明的實施例提供的一種光波導(dǎo)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的實施例提供的一種光波導(dǎo)的傳輸原理示意圖；

圖5為本發(fā)明的實施例提供的圖2所示的光波導(dǎo)在A-A1截面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的實施例提供的圖2所示的多模波導(dǎo)在B-B1截面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的實施例提供的一種激光器和光波導(dǎo)的制作過程中的結(jié)構(gòu)一；

圖8為本發(fā)明的實施例提供的一種激光器和光波導(dǎo)的制作過程中的結(jié)構(gòu)二；

圖9為本發(fā)明的實施例提供的一種激光器和光波導(dǎo)的制作過程中的結(jié)構(gòu)三；

圖10為本發(fā)明的另一實施例提供的一種激光器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

現(xiàn)有技術(shù)中，100G傳輸?shù)年P(guān)鍵部件是4個DFB的單片集成。一般的設(shè)計是把4個25G DFB并排排列，各個DFB輸出光通過彎曲的單模波導(dǎo)傳輸至合波波導(dǎo)，然后通過輸出單模光波導(dǎo)輸出，耦合到一根單模光纖。由于激光器分布在一排上，分布相對分散，造成激光器件中元件布局不合理，尺寸過大，不利于成本控制。

為解決上述問題本申請的實施例提供一種激光器件。具體方案參照圖1所示，一種激光器件，包括多模波導(dǎo)13、多個激光器11以及對應(yīng)每個激光器11的光波導(dǎo)12；其中，多個激光器11呈N*M陣列式排布，激光器11的第一出光面通過光波導(dǎo)12連接至多模波導(dǎo)13的分支端口，多模波導(dǎo)13的公共端口連接至輸出單模光波導(dǎo)14，其中N≥2，M＝2；M列激光器11中，第一列激光器11-1的第一出光面與第二列激光器11-2的第一出光面相對。

示例性的，激光器可以采用摻Al量子阱的DFB，以改善激光器的高溫性能、帶寬；光波導(dǎo)12為單模波導(dǎo)，本方案的實施例中采用低吸收帶隙的InGaAsP材料，采用butt-joint生長技術(shù)形成，多模波導(dǎo)13為MMI混波器，采用InGaAsP材料制作。輸出單模光波導(dǎo)14采用單模光波導(dǎo)，如單模光纖，其中光波導(dǎo)12與輸出單模光波導(dǎo)14的波導(dǎo)寬度相同。圖2是光波導(dǎo)12與多模波導(dǎo)13以及輸出單模光波導(dǎo)14耦合原理示意圖。為實現(xiàn)100G傳輸，上述的激光器件可以包括4個激光器，4個激光器按照2*2陣列排列，每個激光器的波長不相同分別向?qū)?yīng)的光波導(dǎo)12輸出波長為λ1、λ2、λ3、λ4的四路光波，每路光波(波長分別是λ1、λ2、λ3、λ4)經(jīng)過光波導(dǎo)，耦合進(jìn)入多模波導(dǎo)13，混波后，耦合進(jìn)入輸出單模光波導(dǎo)14。

上述方案中，激光器件中多個激光器呈N*M陣列式排布，激光器的第一出光面通過光波導(dǎo)連接至多模波導(dǎo)的分支端口，多模波導(dǎo)的公共端口連接至輸出單模光波導(dǎo)，其中N≥2，M＝2；其中，M列激光器中，第一列激光器的第一出光面與第二列激光器的第一出光面相對；由于將激光器分成兩列設(shè)置，改變了現(xiàn)有技術(shù)中所有激光器并排排列的形式，相對現(xiàn)有技術(shù)，多個激光器在激光器件中的排列方式更加集中，極大限度地縮短了光波導(dǎo)長度，這種布局方式，更加有利于控制成本。

現(xiàn)有技術(shù)中，考慮單模光波導(dǎo)損耗，單模光波導(dǎo)曲率必須足夠大，才能減小傳輸損耗。問題是，曲率越大，波導(dǎo)尺寸越長。而現(xiàn)有技術(shù)中激光器是單行排列，由于單個激光器位置不同，需要將4根與激光器集成的單模光波導(dǎo)制作出不同的曲率，4根與激光器集成的單模光波導(dǎo)具有不同的損耗，這樣將傳輸?shù)乃穆饭獠ê铣珊?，輸出的各波長光功率也不同。為解決該問題，參照圖3、4所示，本發(fā)明的實施例中，光波導(dǎo)12包括水平部分121和垂直部分122，其中水平部分121和垂直部分122相交的直角的外角設(shè)置有微反射鏡123(可以為45°波導(dǎo)加高反射膜形成)，水平部分121連接激光器11的第一出光面，垂直部分122連接多波波導(dǎo)13的分支端口。這樣水平部分121和垂直部分122均可以做到曲率半徑最大，避免光波導(dǎo)存在曲率造成的損耗，進(jìn)一步的，為了形成光波在水平部分121和垂直部分122中傳播的光路，本發(fā)明的實施例中，垂直部分122的水平截面與微反射鏡123的夾角為45°，微反射鏡123與水平部分121的垂直截面的夾角為45°。這樣形成了如圖4中示處的光波傳輸路徑，其中在水平部分121，光波平行于水平部分121的延伸方向傳播，在垂直部分122，光波平行于垂直部分122的延伸方向傳播。進(jìn)一步分析，為了使得水平部分傳輸?shù)墓獠ㄍ耆M(jìn)入垂直部分122，垂直部分122的垂直方向的中分面與水平部分121的水平方向的中分面的交線位于微反射鏡123上。其中微反射鏡123采用感應(yīng)耦合等離子刻蝕(ICP)，以減小粗燥度和材料損傷，使反射損耗低于0.5dB。

此外，為提高激光器的輸出功率，在激光器的第二出光面(背面)通過蒸鍍方式設(shè)置有反射膜15。

此外，本發(fā)明的實施例提供了光波導(dǎo)12、輸出單模光波導(dǎo)14、多模波導(dǎo)13在垂直于傳播方向的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，為如圖2所示的光波導(dǎo)在A-A1截面的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，光波導(dǎo)12、輸出單模光波導(dǎo)14的傳播介質(zhì)是InGaAsP，四周由低折射率的InP材料包圍，其中襯底為n型襯底n-InP，其他為本征型InP。光波導(dǎo)12的有源區(qū)的寬度W1只可以傳播基橫模。如圖6所示，為如圖2所示的多模波導(dǎo)在B-B1截面的結(jié)構(gòu)示意圖，類似的，多模波導(dǎo)13的傳播介質(zhì)是InGaAsP，四周由低折射率的InP材料包圍，其中襯底為n型襯底n-InP，其他為本征型InP。但是多模波導(dǎo)傳播介質(zhì)的寬度W2遠(yuǎn)大于W1。

其中，一種具體的實現(xiàn)方式為：由于激光器11的寬度為250微米、長度為200微米；兩列激光器之間由于需要設(shè)置光波導(dǎo)12，因此兩列激光器的間距可以設(shè)置為200微米。按照上述提供的方式制作的激光器件的尺寸可以控制在0.6mm*0.6mm的尺寸。

其中，激光器11和光波導(dǎo)12需要通過單獨制作集成到一起，考慮到激光器輸出光波至光波導(dǎo)的耦合時的插入損耗，可能會使得插入損耗、光波導(dǎo)傳輸損耗、多模波導(dǎo)損耗形成的總損耗將超過10dB，這樣輸出功率將無法達(dá)到光纖傳輸?shù)囊?，為降低插入損耗，激光器的有源區(qū)與激光器對應(yīng)的光波導(dǎo)采用對接生長，激光器的有源區(qū)與激光器對應(yīng)的光波導(dǎo)的芯層可以再同一InP襯底上形成。具體的。如圖7-9所示，對激光器與其對應(yīng)的光波導(dǎo)的制作方式進(jìn)行說明，

首先、在制作激光器有源區(qū)(S)后，用掩模(M)保護(hù)激光器區(qū)(D區(qū))，腐蝕掉G區(qū)的有源層。

其中，激光器的有源區(qū)(S)可以通過在襯底InP上外延生長多(重)量子阱(英文全稱：multiple quantum well，簡稱：MQW)形成，激光器的有源區(qū)可以為摻雜AI的量子阱結(jié)構(gòu)，該量子阱結(jié)構(gòu)可以包含多個功能層，如勢壘層、勢阱層等；掩膜可以采用二氧化硅或氮化硅。

其次、在(G)區(qū)生長光波導(dǎo)的芯層(I)和包層。

其中光波導(dǎo)的芯層(I)采用InGaAsP，包層采用InP，其中圖中僅示出芯層InGaAsP，由于芯層和有源區(qū)的一端對接，因此可以直接進(jìn)行光波傳輸。此外光波導(dǎo)的芯層的吸收波長帶隙能量大于激光器有源區(qū)帶隙能量，以減小光波導(dǎo)的吸收，降低能量損耗。

再次，去除激光器頂部的掩模M，完成激光器電極、表面鈍化等所有步驟，巴條解理后在激光器的第二出光面(背面)蒸鍍形成反射膜15。該反射膜可以為高反(英文全稱：high-reflection，簡稱：HR)膜，也可以是低反膜(anti-reflection,簡稱AR)。

以上各個方案中對應(yīng)附圖均是以4個激光器按照2*2陣列排列為例進(jìn)行說明，其他排列形式如6個激光器按照3*2陣列排列(如圖10所示)，8個激光器按照4*2陣列排列如此類推均可以為本申請保護(hù)的技術(shù)方案。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。