具有周期性调制光栅相位的dbr激光二极管的制作方法

具有周期性调制光栅相位的dbr激光二极管的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种DBR激光二极管，其中波长选择光栅的相位Φ具有如下特征：以周期ΛPM及调制深度ΦJ发生周期性相位跃变，并且该波长选择光栅的相位跃变被安排为关于该DBR部分的一中点沿该DBR激光二极管一光轴实质上对称、反对称、或不对称。该波长选择光栅沿该DBR激光二极管的传播光轴的长度为：(i)当相位分布相对于该DBR部分的中点实质上对称时，在大约(m+0.01)ΛPM与大约(m+0.49)ΛPM之间；(ii)当相位分布相对于该DBR部分的中点实质上反对称时，在大约(m-0.49)ΛPM与大约(m-0.01)ΛPM之间；并且(iii)当相位分布相对于该DBR部分的中点实质上不对称时，在大约(m+0.6)ΛPM与大约(m+0.9)ΛPM之间。
【专利说明】具有周期性调制光栅相位的DBR激光二极管
相关申请的交叉引用
[0001]本申请根据美国35U.S.C.§ 120要求2011年11月9日提交的美国申请序列号13/292，479的优先权的权益，本申请的整体依赖该申请的内容且该申请的内容通过引用全部结合至此。

【背景技术】
[0002]本公开涉及以多波长发射为特征的激光二极管并且，更特别地，涉及分布布拉格反射(DBR)激光二极管，其中该激光二极管的波长选择性光栅同时在多个波长处产生反射。结果产生的激光输出光谱包含多个波长的信号。本公开还涉及将多波长激光二极管用作泵浦源，该泵浦源用于通过二次谐波(SHG)及和频(SFG)产生而实现频率向上变频，例如，可以应用于将IR泵浦转换成光谱的绿色部分中的发射。
发明概要
[0003]本公开的概念特别适应散斑减少合成激光源，例如，该激光源在光谱的绿色部分中发射，这是由于为了减少散斑，激光源优选地同时发射多个波长并且可以利用SHG、SFG或其他类型的具有多相位匹配转换峰的波长变换装置。本
【发明者】已经意识到，当DBR泵浦激光在相对短脉冲区运作时，在激光器输出光谱中会同时产生所有实质上被该DBR激光器的波长选择性光栅反射的波长。因此，用于该泵浦激光器的理想光栅应当仅反射少数所期望的预定数目的泵浦波长，这些泵浦波长能够利用波长变换装置的可用的相位匹配峰通过SHG或SFG来实现频率向上变频。由于额外的泵浦波长不参与频率向上变频程序，其他泵浦波长处的激光发射可看作为寄生的，会降低该装置的总体效率。对于许多有用的投影表面，向上变频后的输出激光波长优选地被分开大约0.4nm或更大，以允许通过增加不相关的散斑图样来减少散斑。例如，如果两个泵浦IR波长λ I和λ 2通过SHG及SFG产生三个绿色输出波长0.5λ 1、0.5λ2以及0.5(λ 1+λ2)，这两个泵浦波长应当被分开大于约1.6nm，以使三个绿色输出波长可以被分开大于约0.4nm。
[0004]首先参考图1，具有波长选择性输出的DBR激光二极管10的一般结构包括至少两个部分:具有波长选择性光栅的DBR部分12，以及增益部分14。通常，还提供相位部分16。图1还示意性地图示出了波长变换装置20。该波长变换装置20以多个相位匹配变换峰为特征，这些峰被设计成以SHG和SFG的形式实现DBR部分12的波长选择性光栅的反射峰的频率向上变频。激光器10及波长变换装置20共同形成频率向上变频合成激光源。在于此公开的DBR部分12的波长选择性光栅的细节之外，激光器10以及波长变换装置20的具体构建方法超出了本公开的范围，可以容易地从关于该主题的各种教义上获得。例如可以预见的是，在本公开的范围内，可以将具有3峰及5峰准相位匹配(QPM)波长响应的SHG装置与多峰光谱DBR部分一起使用。
[0005]通常，该激光器10的装置长度将受限。在实践中，典型地，装置长度的大部分被分配给激光器10的增益部分14，DBR部分12的长度通常限于大约700 μ m。本
【发明者】意识到DBR部分12的光栅应当设计为在两个或三个期望的泵浦(IR)波长处呈现出高反射率，这些波长优选地被分开大于约1.6nm。进一步地，DBR部分12在其它波长处的反射率应当尽可能小以避免不使用的IR光导致的效率降低。在许多情况下，光栅的各个峰的反射率应当近似相等，以使泵浦激光器能够同时在很广的泵浦功率级范围内的所有期望波长处稳定运行。在一些实施例中，光栅的各个峰的反射率被调整为补偿激光器的增益光谱中存在的斜率。在一些包含具有3峰波长响应的DBR光栅的实施例中，中心峰的最佳幅度可小于两个外部峰的幅度，以便在结合一具有5峰QPM响应光谱的SHG装置时帮助最大限度地减少散斑。本
【发明者】已经意识到，为了散斑减少的应用，DBR响应的三个峰的最佳比例范围是在大约2:1:2与大约1:1.5:1之间。
[0006]根据本公开的一个实施例，提供了一种DBR激光二极管，其中波长选择性光栅的相位Φ是由周期Apm及调制深度Φτ的周期性相位跃变表征的，并且该波长选择性光栅的相位跃变是关于该DBR部分的中点沿该DBR激光二极管的光轴实质上对称、反对称、或不对称地排列。该波长选择性光栅沿该DBR激光二极管的传播光轴的长度为:(i)当相位分布相对于该DBR部分的中点实质上对称时，在大约(m+0.01) Apm与大约(m+0.49) Apm之间；(ii)当相位分布相对于该DBR部分的中点实质上反对称时，在大约(m-0.49) Apm与大约(m-0.01) Apm之间；并且(iii)当相位分布相对于该DBR部分的中点实质上不对称时，在大约(m+0.6) Apm与大约(m+0.9) Apm之间。调制深度Φτ优选地在大约0.72 Ji与大约
1.14 π之间。

【专利附图】

【附图说明】
[0007]连同以下附图一起阅读，可以对以下对于本公开具体实施例的详细描述得到最佳的理解，其中相同装置由相同参考数字表示，其中:
[0008]图1是一频率向上变频合成激光源的示意图；
[0009]图2是一相位调制图，示出了根据本公开的相位对称波长选择性光栅的不同相位部分的空间分布；
[0010]图3示出了与图2中的相位对称波长选择性光栅典型地相关的反射峰；
[0011]图4是一相位调制图，示出了根据本公开的相位不对称波长选择性光栅的不同相位部分的空间分布；
[0012]图5示出了与图4中的相位不对称波长选择性光栅典型地相关的反射峰；
[0013]图6是一相位调制图，示出了根据本公开的一种可选相位不对称波长选择性光栅的性质；
[0014]图7示出了与图6中可选相位不对称波长选择性光栅典型地相关的反射峰；
[0015]图8是一相位调制图，示出了根据本公开的梯形相位波长选择性光栅的不同相位部分的空间分布；
[0016]图9示出了与图8中梯形相位波长选择性光栅典型地相关的反射峰；以及
[0017]图10是一相位调制图，示出了根据本公开的相位反对称波长选择性光栅的不同相位部分的空间分布。
详细描述
[0018]如上文所提到的，在图1中所示出的DBR激光二极管10包括的DBR部分包括波长选择性光栅。图2的相位分布图示出了根据本公开的一种类型的波长选择性光栅的具体配置。更具体地，如图2所示，该波长选择性光栅以布拉格波长λ 周期性调制光栅相位Φ为特征。
[0019]如那些熟悉DBR激光器的技术人员将察觉到的，DBR激光器的DBR部分包括布拉格镜，即基于周期结构上布拉格反射的波长选择性光反射装置。该DBR部分的结构周期确定了激光器的布拉格波长λΒ，如下:
λ β = 2neff A /md
其中Λ是布拉格光栅的基本周期，neff是光栅区域中被引导的模式的有效折射率，且md是衍射级。在一个示例中，使用GaAs作为光栅及增益介质的DBR激光器，对于约为1062nm的布拉格波长，其具有md = I的一级光栅的光栅周期约为159nm。
[0020]该波长选择性光栅的相位Φ是由周期Apm及调制深度的周期性相位跃变来表征的，它们被设计成以围绕光栅的中心布拉格波长λΒ的边带S1、S2的形式产生两个或更多反射峰，如图3所示。更具体地，当使用该性质的周期性相位调制时，从中心反射峰获得在波长中移动了Λ λ的反射率中的边带所需的相位调制的周期是:
A — I
I i PM ?
m IN % N λ
其中λ Β是非调制光栅引起的布拉格波长即调制光栅的反射光谱的中心波长，Ngeff是在光栅区域内激光波导光学模式的群有效折射率。例如，而非受限于，可以预见的是，该波长选择性光栅的相位调制周期Apm可在大约20μπι和大约200μπι之间。这些相位调制在实践中可通过使该光栅的分立部分纵向移动了 ΦΛ/2π的距离而获得，其中Φ是所需的相移，并且Λ是未扰动的光栅的基本周期。实现这一目标的方法在本【技术领域】有清楚的记录并且包括，例如，使用电子束光刻，将移动结合进光刻图样中。在一些情况下，当追求偶数量的主反射峰时，实质上抑制了在波长λ Β处的中心峰，并且选择前述等式所确定值的两倍作为相位调制周期，为了得到间距为Λ λ的峰，例如为了得到间距为Λ λ的偶数量的峰以及在λ = λ Β处被抑制的中心峰，相位调制周期可以选择成:
I J2.J.,4.β
m =
[0021]图3还示出了该波长选择性光栅沿该DBR激光二极管10传播光轴的长度Ldbk。优选地，根据该相位调制分布是对称、反对称、或不对称，该长度Ldbk被定于用整数m以及波长选择性光栅的相位调制周期Λ PM所规定的范围内。
[0022]标准对称。当该波长选择性光栅的相位跃变是关于DBR部分的一中点以相位分布的图不实质上相对于DBR部分的同一中点对称这样的方式被安排时,该波长选择性光栅的长度适宜在大约(m+0.01) Apm与大约(m+0.49) Apm之间，并且，在许多情况下，更优地在(m+0.1) Λ PM与大约(m+0.4) Apm之间或在(m+0.15) Apm与大约(m+0.35) Apm之间。应当理解这些适宜长度范围同样适用于实质上对称相位调制的情况，其中相位分布可以表示成沿光轴纵向移动了多达相位调制周期的15%的原始对称相位分布，或其中相位分布可以表示成用从相位调制总体最佳长度移除或增加了多达15%的相位调制周期的方式从一侧或两侧缩短了的原始对称相位分布。在实践中可能经常看到这些情况，例如，当该DBR激光器以有些随机的方式发生开裂时，会导致该DBR光栅的起始或终点相比设计起始或终点发生变化。这些类型的相对于真正对称相位调制格式的有限偏差应当被认为属于在此描述的实质上对称的实施例范围内。
[0023]反对称。在反对称配置中，在该DBR部分12的中点Q两侧的各个相位段的段长是相等的，但与各段相关的相位值是大小相等且符号相反的。例如，在图10所示出的实施例中，与各段相关的相位值以大约+/-H移动，在中点Q两侧呈现幅度相等且符号相反的约为+ H /2及-π /2的相位值。此外，对于反对称配置，该DBR光栅的中点Q是与中心相位跃变对齐的，和与中心相位段的中点对齐恰恰相反。考虑到近η变化，可以将它们假定为在大约0.8π及1.2 π之间的一个值,或是不同于2 π整数倍数,包括负值的一个值。在一个实施例中，在布拉格波长处的中心峰被强烈抑制，相位跃变等于一正或负的π的奇整数倍。当该波长选择性光栅的相位跃变被安排为关于该DBR —中心反对称时，下文中参考图10进行描述，该波长选择性光栅的长度适宜在大约(m-0.49) ΛPM与大约(m-0.01) Apm之间，其功能对等于(m+0.51) Λ PM至(m+0.99) Λ PM，并且在许多情况下，更优地在大约(m_0.4)Λ PM与大约(m-0.1) Λ PM之间。
[0024]不对称。当该波长选择性光栅的相位跃变被安排为关于该DBR部分的一中点不对称时，该波长选择性光栅的长度适宜在大约(m+0.6) Apm与大约(m+0.9) Apm之间，并且在许多情况下，更优地在大约(m+0.7) Λ PM与大约(m+0.8) Apm之间。
[0025]虽然典型的DBR激光器具有受限的长度，该激光二极管10的DBR部分12在相对有限的长度，即在大约600 μ m与大约750 μ m之间的长度中有效。更具体地，考虑到上述的长度Ldbk的范围，可以预见的是整数m可以低如1、高如10，注意到在总体效率以及抑制寄生光谱峰方面，较小的m值将更可能获得较佳的性能。在一些实施例中，可以预见的是m将是
2、3、4或5。有效的波长选择性光栅可以配置成长度Ldbk小于大约700 μ m且正整数m < 8。在其他实施例中，该波长选择性光栅的长度可以局限于大约(m+0.2) ΛΡΜ。对于GaAs DBR激光二极管，一种最佳配置使用了长度为4.2 Λ ΡΜ并且相位调制周期为158.645 μ m的光栅，这产生了大约2nm的边带分开以及666 μ m的光栅长度。在这种情况下，较长的光栅长度将增加期望的边带的幅度。在一些实施例中，特别是那些具有一级DBR光栅的实施例中，例如，该光栅长度可在(m+0.01) Λ PM与(m+0.49) Λ PM之间，其中m = 2且两个反射边带的距离间隔是足够大的以满足减少散斑的需要。可以通过优化光栅长度与相位调制周期之间的比例最大化主边带SI与S2的反射率以抑制不需要的高级边带。
[0026]图2还示出了确定周期性相位调制的相位调制深度Φτ。可以预见的是虽然这些参数可以根据在此公开的技术的具体应用改变，相位调制的深度可能在大约0.72 π与大约1.14 π之间，或者更特别地，在大约0.88 π与大约1.12 Ji之间减小。例如，对于以3峰分布作为目标的梯形调制，典型地，需要深度小于0.86 π，例如在大约0.72 π与0.86 π之间，而双峰光谱适于在大约0.86 π与大约1.14 π之间运作。
[0027]如图3所示出的，该布拉格波长λ Β、该相位跃变的周期Apm及调制深度Φ j，以及该波长选择性光栅的长度是这样的，以使该波长选择型光栅显示出两个主反射峰，即这些峰具有的反射率最大值比所有其他由该波长选择性光栅引起的反射峰至少大5倍。在大多数情况下，这些主峰比任何由该波长选择性光栅引起的其他反射峰大至少5倍。此外，注意到这两个主反射峰可分开至少约1.6nm，满足上面讨论的频率向上变频激光源的需要。此夕卜，虽然不需要，注意到这两个主反射峰各自最大值近似相等。
[0028]在一个实施例中，参考图8，该波长选择性光栅的相位跃变以线性相位斜坡的形式呈现，导致实质上的梯形周期性相位分布。结果是该布拉格波长λΒ、该相位的周期Apm及调制深度Φρ以及该波长选择性光栅的长度形成一波长选择性光栅，显示出三个主反射峰(见图9)。通常，通过实质上抑制在三个主峰频率范围外的寄生峰，梯形相位调制允许更好的边带抑制率(SBSR)。在一个实施例中，该梯形剖面周期为94.4um且其平顶占空比(TOC)，即该梯形相位半周期的平坦部分与该半周期自身之比为65%。相位调制深度为0.714 π。最佳长度在大约7.2周期与大约7.35周期范围内。在另一个实施例中，以三个近似相等的峰以及在低反射区为9.7dB的SBSR为特征，PDC为40%且调制深度为0.816 Ji。在另一个实施例中，PDC为0.45，调制深度为0.79 π，且SBSR在低反射区约为10.5dB。当PDC为0.43且调制深度为0.80 π时，SBSR约为10.2dB。因此，采用梯形相位调制，当其平顶占空比大于大约0.43时，可以获得优于矩形相位调制的SBSR改进。当PDC在大约0.40至大约
0.43之间的范围内，可以获得与矩形相位调制最佳情况相若的SBSR值。和前面一样，当该周期性调制波形相对于该DBR光栅中心对称，且该DBR光栅长度在大约(m+0.01) Apm至大约(m+0.49) ΛΡΜ，优选地在(m+0.1) Apm至(m+0.4) Apm之间的范围内可以获得最佳的截断。
[0029]图2与图8的实施例表示了对称周期性相位调制的实现。更具体地，该周期性相位跃变，在一些情况下能够被表示为相反特性的斜坡，例如“向上”或者“向下”斜坡，被安排为关于该DBR部分12沿该DBR激光二极管10光轴的中点Q对称，这样该相位分布的图示呈现出相对于该中点Q对称。可以预见的是虽然该相位跃变在一些图示实施例中实质上是垂直的，该跃变仍可包括倾斜的或弯曲的跃变，例如斜坡。
[0030]虽然不需要，但该相位跃变的周期Apm及调制深度Φ:沿该DBR激光二极管光轴不变。然而可以预见的是，该相位跃变的调制深度Φτ沿该DBR激光二极管光轴可变化多达大约0.15π。此外，该相位调制周期可变化多达大约25%，这将导致反射峰有些变宽，在一些情况下这可能是所期望的。周期性相位跃变形式的对称周期性相位调制可以用相位分布公式进行数学描述:


f J fjr、
■w j.、, -? —, τμΛ-1
Φ(:) =cos-

_ 、八 PM )_
除了跃变以斜坡的形式表示，并且恒定相位区域被对称缩短为以平顶占空比为特征的平顶外，对称梯形相位调制也是类似的。该平顶占空比可在极限情况0(三角形相位分布)与I (矩形相位分布，如图2)之间变化。在对称相位分布情况下，该DBR结构中心发生在恒定相位段的中间。
[0031]类似地，反对称周期性相位调制可以用相位分布公式进行数学描述:
,..,?...( 2m I
Φ(.\.),sign st.n -

_ V ^pm )_
通过将相位跃变替换为斜坡，并且根据确定的平顶占空比相应缩短恒定相位段，可以从上述相位跃变序列获得梯形反对称相位分布。对于反对称相位分布，相位跃变或相位斜坡中心发生在该DBR光栅长度的中间，下文中将参考图10进一步讨论其细节。
[0032]图10示出了根据本公开一个实施例的反对称相位分布。可以预见的是，使用反对称周期性相位调制的实施例可根据上述公式采用周期性相位跃变，其中，例如，该调制深度
约等于η弧度，并且该DBR光栅长度在(m+0.51) Apm与(m+0.99) Apm之间，其中m是正整数，优选地在I和5之间。这些实施例可能产生的反射光谱具有两个对称分布在λΒ处实质上被抑制的峰两侧的显峰，以及相对较小的寄生边峰。其得到的SBSR相对较高，即与DBR光栅长度在大约(m+0.01) Apm至大约(m+0.49) Λ PM范围内的对称周期性相位分布可实现的(SBSR值)类似。
[0033]图4和图6的实施例表示了不对称周期性相位调制的实现，并且使用该不对称补偿激光二极管10中的任意增益斜率。具体地，参考图4和图6，该波长选择性光栅的相位跃变被安排为关于该DBR部分沿该DBR激光二极管光轴的中点Q不对称。为了在不对称实施例中保持低寄生峰，该相位跃变的调制深度Φ j应当在大约0.92 Ji与大约1.08 Ji之间，或更具体地在大约0.96 π与大约1.04 π之间。如下文所更详细解释的，当该相位跃变的调制深度多少不同于η时，该反射光谱中的两个主峰幅度不同。上述关于图10的反对称周期性相位调制同样可以安排为产生两个具有不同幅度的明显反射峰，特别是当调制深度在大约0.92JI与大约1.08 π之间的范围内时，然而要多少不同于精确的π值。
[0034]如图5和图7所示出的，图4和图6的不对称光栅可以调整为显示出两个具有不同幅度的主反射峰S1、S2。在图4中，该周期性相位跃变的调制深度Φ:略小于π并且，像这样，在较长的波长产生相对低的反射峰S2(见图5)。与此相反，参考图6，当该调制深度Φ:略大于n，该光栅在较短的波长产生相对低的反射峰SI (见图7)。利用该现象至少可以部分补偿该DBR激光二极管增益光谱中任意斜率。更具体地，在两种情况下，可以选择该相位跃变的调制深度Φτ以在这两个主反射峰S1、S2各自最大值之间产生幅度差。
[0035]可选地，可以通过相对于装置中心，即沿图2、图4、图6和图8所示相位图的X轴移动相位剖面来改变两个反射峰的相对幅度。可以调整两个主反射峰S1、S2之间的幅度差以确定一反射斜率，使其大小约等于激光增益斜率的大小但方向相反。其结果是即使激光器的增益光谱存在斜率，激光二极管的两个实际输出激光峰仍然相等。注意到可以在一定范围内改变峰SI与S2之比并且，通常地，该DBR光栅长度中的相位调制周期越小，两峰之比范围越大。
[0036]注意到当在此使用术语如“优选地”、“一般地”、及“典型地”时，并非用于限制本请求保护的发明的范围或暗示某一特征对于本请求保护的发明的结构或功能是关键的、必要的或甚至是重要的。更确切地说，这些术语仅是为了确定本发明公开一个实施例的特定方面，或是强调可选择的或是附加的特征，这些特征可能可以也可能不可以用于本发明公开的特定实施例。
[0037]为了描述和确定本发明的目的，注意到在此使用了术语“实质上”及“大约”以表示不确定的固有程度，这可能归因于任何定量比较、值、度量、，或其他表示。在此还使用术语“实质上”及“大约”以表示按数量表示的程度可能与规定参考值不同，但不会导致该正在讨论的主题基本功能的变化。
[0038]已经详细地、并且通过参考其具体实施例，描述了本公开的主题，注意到即使在某特定元件在每张发明描述附图中都被示出的情况下，在此公开的各种细节不应当被理解为暗示这些细节涉及的元件是在此描述的各个实施例的主要组件。更确切地说，应当将在此附加的权利要求作为本公开的范围，以及在此描述的各发明对应范围的唯一表示。进一步地，很明显不离开附加权利要求所确定的本发明的范围，可进行修改和变化。更具体地，虽然本公开的一些方面在此被认为是优选的或特别有利，可以预见的是本公开并非必须限于这些方面。
[0039]注意到下述权利要求中的一个或更多使用了术语“其特征在于”作为连接词。为了确定本发明的目的，注意到权利要求中引入该术语作为一开放式连接词，用于引入列举一系列结构特征，应当被解读为类似于更为通用的开放式序文术语“包括”。
【权利要求】
1.一种DBR激光二极管，包括DBR部分以及增益部分，其中: 所述DBR部分包括波长选择性光栅； 所述波长选择性光栅是由周期性调制光栅相位Φ及布拉格波长λΒ表征的； 所述波长选择性光栅的相位Φ是由周期Apm及调制深度Φ:的周期性相位跃变表征的； 所述波长选择性光栅的相位跃变是关于所述DBR部分的一中点沿所述DBR激光二极管的一光轴实质上对称、反对称、或不对称地排列的； 所述波长选择性光栅沿所述DBR激光二极管的传播光轴的长度为 当相位分布相对于所述DBR部分的中点实质上对称时,在大约(m+0.01) Apm与大约(m+0.49) Apm 之间， 当相位分布相对于所述DBR部分的中点实质上反对称时,在大约(m-0.49) Apm与大约(m-0.01) Apm之间，并且 当相位分布相对于所述DBR部分的中点实质上不对称时,在大约(m+0.6) Apm与大约(m+0.9) Apm 之间， 其中m是正整数，Apm是所述波长选择性光栅的相位调制周期；并且所述调制深度在大约0.72 31与大约1.14 31之间。
2.如权利要求1所述的DBR激光二极管，其特征在于，所述布拉格波长λΒ、相位跃变的周期Apm与调制深度Φτ、以及所述波长选择性光栅的长度使所述波长选择性光栅呈现出2-5个主要的反射峰。
3.如权利要求2所述的DBR激光二极管，其特征在于，距离所述布拉格波长λΒ最近的两个主要反射峰被分开至少约1.6nm。
4.如权利要求1所述的DBR激光二极管，其特征在于: 所述波长选择性光栅的相位分布是由实质上梯形的周期性相位波形表征的；并且 所述布拉格波长λ B、周期性相位波形的周期Apm和调制深度Φρ以及所述波长选择性光栅的长度使所述波长选择性光栅呈现出至少三个主要反射峰。
5.如权利要求1所述的DBR激光二极管，其特征在于，所述波长选择性光栅的相位分布是相对于所述DBR部分沿所述DBR激光二极管的光轴的一中点对称的。
6.如权利要求5所述的DBR激光二极管，其特征在于，所述相位跃变的周期ΛΡΜ和调制深度Φ ^沿所述DBR激光二极管的光轴不变。
7.如权利要求5所述的DBR激光二极管，其特征在于，所述相位跃变的调制深度沿所述DBR激光二极管的光轴变化了小于大约0.15 π，相位调制的周期沿所述DBR激光二极管的光轴变化了多达大约25%，或两者皆是。
8.如权利要求1所述的DBR激光二极管，其特征在于: 所述波长选择性光栅的相位分布是相对于所述DBR部分的一中点沿所述DBR激光二极管的光轴对称；并且 所述波长选择性光栅沿所述DBR激光二极管的传播光轴的长度是在大约(m+0.1) Apm和大约(m+0.4) Λ PM之间。
9.如权利要求1所述的DBR激光二极管，其特征在于: 所述波长选择性光栅的相位分布是相对于所述DBR部分的一中点沿所述DBR激光二极管的光轴不对称；并且 所述波长选择性光栅沿所述DBR激光二极管的传播光轴的长度是在大约(m+0.6) Apm和大约(m+0.9) Λ PM之间。
10.如权利要求9所述的DBR激光二极管，其特征在于: 所述波长选择性光栅的相位分布是相对于所述DBR部分的一中点沿所述DBR激光二极管的光轴不对称， 所述DBR激光二极管是由依赖于波长的增益表征的； 所述波长选择性光栅以光栅的中心布拉格波长λ Β附近边带的形式呈现出多个主要反射峰； 选择所述相位跃变的调制深度Φ:以在所述中心布拉格波长λ Β的相反两侧的反射峰最大值之间产生幅度差；并且 所述反射峰之间的幅度差部分地或全部地补偿所述DBR激光二极管的依赖于波长的增益的斜率。
11.如权利要求10所述的DBR激光二极管，其特征在于，所述两个主要反射峰各自的最大值之间的幅度差确定了一反射斜率，其大小约等于所述增益斜率的大小但符号相反。
12.如权利要求1所述的DBR激光二极管，其特征在于: 所述波长选择性光栅的相位分布是相对于所述DBR部分的一中点沿所述DBR激光二极管的光轴反对称；并且 所述波长选择性光栅沿所述DBR激光二极管的传播光轴的长度在大约(m-0.49) Apm和大约(m-0.01) Λ PM之间。
13.如权利要求1所述的DBR激光二极管，其特征在于，所述波长选择性光栅的相位调制是由实质上矩形或实质上梯形的周期性相位分布表征的。
14.如权利要求1所述的DBR激光二极管，其特征在于，所述波长选择性光栅的长度是在大约600 μ m和大约750 μ m之间。
15.如权利要求1所述的DBR激光二极管，其特征在于，I彡m彡10。
16.如权利要求1所述的DBR激光二极管，其特征在于: 所述波长选择性光栅的长度小于大约700 μ m ;并且 所述正整数8。
17.如权利要求15所述的DBR激光二极管，其特征在于，所述波长选择性光栅的长度是在大约(m+0.15) Apm 和(m+0.35) Apm 之间。
18.如权利要求1所述的DBR激光二极管，其特征在于，所述调制深度Φ:是在大约0.88 31和大约1.12 31之间。
19.如权利要求1所述的DBR激光二极管，其特征在于: 所述DBR激光二极管与波长变换装置结合以形成频率向上变频合成激光源；并且所述波长变换装置是由多个相位匹配变换峰表征的，这些峰被设计成通过二次谐波产生或和频产生、或两者使所述DBR部分的波长选择性光栅的反射峰频率向上变频。
20.—种DBR激光二极管，包括DBR部分以及增益部分，其中: 所述DBR部分包括波长选择性光栅； 所述波长选择性光栅是由周期性调制光栅相位Φ及布拉格波长λΒ表征的；所述波长选择性光栅的相位Φ是由周期Apm及调制深度Φ:的周期性相位跃变表征的； 所述波长选择性光栅的相位跃变是关于所述DBR部分的一中点沿所述DBR激光二极管的光轴对称、反对称、或不对称地排列的； 所述波长选择性光栅沿所述DBR激光二极管的一传播光轴的长度小于大约750 μ m并且 当所述波长选择性光栅的相位分布相对于所述DBR部分的中点是对称时，在大约(m+0.01) Apm 与大约(m+0.49) Apm 之间， 当所述波长选择性光栅的相位分布相对于所述DBR部分的中点是反对称时，在大约(m-0.49) Λ PM 与大约(m-0.01) Apm 之间，并且 当所述波长选择性光栅的相位分布相对于所述DBR部分的中点是不对称时，在大约(m+0.6) A PM 与大约(m+0.9) A PM 之间， 其中m是正整数，Apm是所述波长选择性光栅的相位调制周期； 所述布拉格波长λΒ、相位跃变的周期Apm和调制深度Φρ以及所述波长选择性光栅的长度使所述波长选择性光栅呈现出多个幅度近似相等、被分开至少约1.6nm的主要反射峰。
【文档编号】H01S5/125GK104170187SQ201280059813
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2012年11月2日 优先权日:2011年11月9日
【发明者】D·V·库克森考弗, D·皮库拉, R·V·鲁斯夫 申请人:康宁股份有限公司