損耗調製式矽倏逝波雷射器的製作方法

2023-06-18 04:39:11 2

專利名稱：損耗調製式矽倏逝波雷射器的製作方法
技術領域：
本發明概括地涉及半導體器件，具體地，涉及損耗調製式矽倏逝波雷射器(lossmodulated silicon evanescent lasers)。
2.
背景技術：
已經發現半導體晶片級鍵合器件(semiconductorchip level bonded devices)在一些客戶和商業應用中的用途。通常，半導體器件是由單一類型的材料製成，或者不同類型的材料生長於基於晶格匹配和可兼容晶體結構的襯底上。囚此，由元素周期表中III族和V族元素的半導體材料(II1-V族材料)製成的器件通常生長在砷化鎵或其它複合半導體襯底上，而矽器件則在矽襯底上生長或製備。由於矽與II1-V族材料之間的晶格失配以及不兼容的晶體結構，使得基於II1-V族材料的器件難以與製備於矽上的電子器件集成在一起。光發射器是所有光通信系統中最重要的組件之一。通常，光發射器由周期表中III族和V族元素的半導體材料(II1-V族材料)，例如，砷化鎵(GaAs)製備而成。通常使用這些材料是囚為矽(Si，其通常用於電子通信系統)具有致使矽成為不良光子(光)發射器的間接能帶隙，使得矽在光發射應用中表現不夠好。矽的間接能帶隙和由此導致的不良光發射限制了電泵浦Si基雷射器的實現，所述Si基雷射器屬於光發射器和Si基光通信系統中的關鍵要素之一。矽是首選的半導體材料，囚為矽易於通過各種方式進行加工，易於以合理成本高品質地得到，並且易於用矽獲得用於通信系統的複雜的配套電子電路。近年來，由於矽在低成本光電方案中的潛力，已經對矽光子器件(例如，發出光子的矽器件)進行了廣泛的研究。由於娃光子器件在製備方面，尤其在互補金屬氧化半導體(CMOS)工藝方面,與娃基電子器件兼容，囚此其對於設備成本的降低超過了 II1-V族材料。最近，已經證明結合了 II1-V族有源區域及矽光波導的混合結構可作為用於電泵浦Si基雷射器的解決方案。這種器件具有諸多理想特性，包括在溫度高達105°C下的連續波雷射輸出(發射雷射)、高達30W的連續波輸出功率以及40Gbit/s的鎖模(modelocking) o這種混合了 II1-V族元素與娃的「倏逝」(「evanescent」)結構包括與絕緣體上娃(Silicon-on-1nsulator, SOI)晶圓相鍵合的II1-V族元素量子講區域,且光波導由Si層上的溝槽限定。通過這種方式，混合結構的運行類似倒脊型波導(inverse ridgewaveguide)。這種器件之所以稱為「倏逝」是由於，隨著器件的光學模(optical mode)跨越II1-V族元素/矽邊界，在鍵合之後器件內的II1-V族元素結構與矽結構之間的過渡趨於消失。雖然目前能夠實現這種雷射器，但對於要依託該器件來實現的光發射器而言，還期望對光信號的高速調製。對於這個問題，簡便方法是直接調製注入的泵浦電流(pumpcurrent),但是隨著注入電流的增加,消光比(extinction ratio)減小，囚此限制了能夠施加的注入電流量。此外，直接調製在速度上通常受限為小於10GHz，並且由於直接調製引起的波長「啁啾(chirp)」，限制了直接調製信號的傳輸距離。電流的直接調製還改變了雷射器增益(其導致雷射器的光輸出改變)，在通信系統中上述這些都不是理想的器件特性。還對外部調製器進行評估，以確定調製速率和傳輸距離的擴展。現已證明，歸屬於大(毫米尺寸)設備的馬赫-曾德爾幹涉儀(MZI)調製器通過增加波導中的載流子耗盡從而增加調製速率和傳輸距離，所述波導引入了快速折射率調製。然而，由於這種調製器相對較大的尺寸，其難於與矽和/或混合器件集成在一起。由此可見，本領域中需要一種能夠用在光傳輸系統中的矽基雷射器。還可以看出，本領域中還需要矽基雷射器與調製器之間的集成。同樣能夠看出，本領域中還需要能夠更簡便地與半導體雷射器件集成在一起的調製技術。

發明內容
為了使現有技術的限制最小化，並且為了使在閱讀並理解本發明說明書後隨之清楚的其它限制最小化，本發明提供用於製備調製損耗的雷射器(loss-modulating lasers)以及損耗調製式雷射器件(loss-modulated laser devices)的方法。根據本發明一個或多個實施例的損耗調製式半導體雷射器件，包括:駐留在第一襯底上的絕緣體上半導體(semiconductor-on-1nsulator, S0I)結構,所述SOI結構包括所述SOI結構的半導體層中的波導，和與所述SOI結構的半導體層鍵合的半導體結構，其中所述SOI結構的所述半導體層中的至少一個區域控制所述半導體雷射器件中的光子壽命。所述器件還任選地包括:所述SOI結構的半導體層中的至少一個區域，所述至少一個區域為毗鄰所述波導的至少一個摻雜區域，所述毗鄰所述波導的至少一個摻雜區域為位於所述波導的第一側面上的n型摻雜區域和位於所述波導的第二側面上的p型摻雜區域；所述損耗調製式半導體雷射器件的光學模，其駐留在所述半導體層中以及所述半導體結構的至少一部分中；所述n型摻雜區域和所述p型摻雜區域控制所述損耗調製式半導體雷射器件的分布損耗，並且所述至少一個摻雜區域控制所述損耗調製式半導體雷射器件的光學腔中的分布損耗。所述器件還任選地包括:所述SOI結構的半導體層中的至少一個區域，所述至少一個區域為連接至所述損耗調製式半導體雷射器件的增益區域的光反饋線路；調製部，其連接至所述光反饋線路，用於控制對所述損耗調製式半導體雷射器件的所述增益區域的光反饋，所述調製部控制所述光反饋線路上信號的相位和振幅中的至少一個，並且所述光反饋線路控制所述損耗調製式半導體雷射器件的反饋係數，以對所述損耗調製式半導體雷射器件進行調製。一種用於製備根據本發明一個或多個實施例的損耗調製式半導體雷射器件的方法，包括:在絕緣體上半導體(SOI)結構中形成波導結構和調製結構，將所述調製結構與所述波導結構耦合，並且將半導體結構鍵合於所述波導結構；其中所述調製結構控制所述損耗調製式半導體雷射器的光學腔中的光子壽命。所述方法還任選地包括:所述調製結構經由光反饋線路與所述波導結構耦合；所述調製結構為所述SOI結構的半導體層中的至少一個摻雜區域，並且所述調製結構控制所述損耗調製式半導體雷射器件的分布損耗和反饋係數中的至少一個。根據本發明一個或多個實施例的一種半導體雷射器，包括:包含半導體層的絕緣體上半導體(SOI)區域，所述半導體層包括波導區域和調製區域；和III族-V族(II1-V)區域，其鍵合於所述SOI區域的半導體層，其中所述調製區域通過控制所述半導體雷射器中的光子壽命來調製所述半導體雷射器的輸出。所述雷射器還任選地包括:半導體雷射器，其運行於光傳輸系統中；所述調製區域為所述SOI結構的半導體層中的至少一個摻雜區域，所述SOI結構的半導體層包含矽，所述調製區域控制光反饋線路的相位延遲，並且所述調製區域控制所述光反饋線路的振幅。根據本發明一個或多個實施例的一種半導體雷射器件，包括:具有光學腔的第一波導結構，其中對所述半導體雷射器件的光學腔中的損耗進行調製。所述半導體雷射器件還任選地包括:使用連接至所述光學腔的鏡子對所述光學腔中的損耗進行調製，通過調節所述鏡子的有效反射率來調製所述光學腔中的損耗；通過連接至所述光學腔的第二波導結構來調製所述光學腔中的損耗，其中所述第二波導結構中的光與所述第一波導結構中的光相干涉；以及所述半導體雷射器件的光學模延伸到與所述第一波導耦合的第二波導中，並且通過調製所述第二波導的損耗來調製所述光學腔中的損耗。根據下文的詳細描述及其附圖，本領域技術人員將明了本發明所公開的系統的其它內在特徵及優點。


現在參考附圖，其中相同的附圖標記在全文中表示同一部件。圖1示出相關技術領域中混合結構的截面圖；圖2示出本發明的損耗調製式混合雷射器實施例的截面圖；圖3示出圖2所示的本發明實施例中的電流和光學模；圖4示出本發明的又一損耗調製式混合雷射器實施例；圖5示出根據本發明的T p調製式雷射器經計算的頻率響應；圖6A示出電流大於根據本發明製備的器件的閾值的平方根對應的3dB帶寬；圖6B示出用於根據本發明製備的％調製式雷射器的仿真可視圖形；以及圖7示出根據本發明的加工流程圖。
具體實施方式
如下描述將參考附圖，附圖構成本發明一部分並且通過示例的方式示出本發明若干實施例。應當理解，也可採用本發明的其它實施例，並且在不背離本發明範圍的情況下可進行結構上的變化。MM本發明描述了混合矽倏逝波雷射器的直接調製。本發明並非改變雷射器的電流，而是將電流保持在相對固定的量，並且調製雷射腔損耗。這種方法允許更快的輸出調製，也允許對雷射輸出的照明均勻性(也稱為「碼型效應」(「pattern effect」))和雷射輸出中的雷射輸出頻率變化(「啁啾」)進行控制。在本發明的損耗調製方法的範圍中，還能夠改變增益和/或注入電流以補償輸出，從而實現穩定性並降低不期望的輸出效果。本發明還考慮通過緊湊型內部調製器來調製雷射器，其以比現有技術更為簡便的集成法來實現緊湊型矽基光發射器。通過本發明闡述的技術，改變了雷射腔中的光子壽命，從而實現高調製速率，並且相對於在先設計的系統和器件將光發射頻率的變化降至最小。通過本文所描述的技術降低發射器中出現的啁啾，本發明穩定了功率輸出並囚此允許更長的傳輸距離，與此同時為信號傳輸提供了可獲得的附加帶寬，否則，所述附加帶寬在光學系統中的防護頻帶或其它信道的寬度設定事項上還將需要。隨著低啁啾系統中誤碼率的降低，低啁啾系統還允許更高的數據吞吐量。雖然本文結合了具體的III族和V族(II1-V)材料，例如，磷化銦(InP)、銦鎵砷化物(InGaAs)等進行描述，根據本發明也能夠使用II1-V族範圍內的其它二元、三元、四元、或其它的組合材料，以及I1-VI族或其它材料。圖1示出相關技術領域中的混合結構。圖1示出了器件100，且絕緣體上矽(SOI)區域102與III族-V族(II1-V)區域104在鍵合界面106處鍵合。SOI區域通常包括矽襯底108、隱埋氧化層110和矽層112，所述矽層112在器件100中作為矽波導層112。然而，在本發明範圍內還能夠使用其它材料或材料平臺(material platform)。在不背離本發明範圍的情況下,襯底108能夠由所期望的非娃材料製成。矽波導112具有一個或多個縫隙114，使得波導116位於縫隙114之間。器件100內的光信號沿著光波導116傳播，並且器件的光學模通常包含在波導116內。損耗調製本發明調製了光子壽命％。通過這種經由壽命調製的雷射輸出控制方法，本發明實現了高速調製以及低啁啾。原理和機構本發明中存在幾種修改雷射中的光子壽命Tp的方式。本發明通過改變群速度Vg、諧振腔長度1、反饋係數R和分布損耗ct (distributed loss)中的一個或多個來改變光子壽命。在這些方法中，有兩種簡單且有效的方式來修改分布損耗a及反饋係數R。本發明對應於修改a和R，闡述兩種方法。圖2示出本發明的損耗調製式混合雷射器實施例。圖2示出了器件200，並且在矽層112內，n型摻雜區域202和p型摻雜區域204布置在縫隙114下面。這允許器件200 (其還稱為％調製式混合IIIV-Si倏逝波雷射器200)修改器件200內的分布損耗a。添加物區域202和204在器件200內產生附加p_n結。由層120和層124在II1-V族元素臺面(II1-V mesa) 132產生的PN結用作向增益部件的電荷注入器(泵)。由區域202和204產生的位於SOI脊部206兩側的第二 PN結具有橫跨區域202和204施加的外部信號，使得區域202和204通過消耗SOI脊部206中的載流子密度來提供調製信號。實際上，區域202和204用作器件200內的器件200的調製部。通過器件200的上述結構,本發明提供基於微環諧振腔(micro-ring cavity)或法布裡-珀羅(FP)腔方法的高速混合雷射調製器。如有必要，只要摻雜區域202或204其中一個，例如摻雜區域202，就能用於在波導內提供調製，但是這種方法可能不提供均勻場並且可能不如兩個區域202和204或多個區域那樣可操控。從p型接觸件130到n型接觸件134的電流被引導經由質子注入區208穿過敷層126和SCH層124。清楚起見，圖3示出器件200的電流210和光學模212。圖4示出本發明的又一損耗調製式混合雷射器實施例。器件400以俯視圖示出，且示出增益部件402，反饋線路404以及調製部406。增益部件類似於圖2和3所示的部件，其中p型接觸件130、p-1nGaAs層128和n_InP層120在II1-V族元素臺面中可見，n型接觸件134還示出為圍繞在該II1-V族元素臺面周圍，並且矽層112從頂部透視圖中同樣可見。在器件400內，反饋線路404 (在矽層112中)成為穿過增益區域402的微環光反饋線路，增益區域402提供類似於用在相關技術中的微環雷射器結構的增益。通過修改調製部406中反饋線路404上光波的相位延遲和/或振幅，而修改了反饋係數R，並因此在器件400中獲得Tp調製。相位延遲和/或振幅能夠通過如下方式修改:例如，將PN結布置在矽層112中，並且如同上文關於區域202和204的描述那樣注入/耗盡PN結中的載流子；通過將例如II1-V族元素層的電吸收部件布置在矽層112頂部上，能夠修改如下區域中的載流子密度並因此改變器件400的吸收率以及器件400的折射率:所述區域為通過注入或耗盡II1-V族元素層中載流子來配置光場的區域；以及將光電材料與矽光導結合，其中將電場增加到光電材料中將 改變光電材料的折射率，並因此調製光導中光的相位。這種結構可用於本文所描述的混合II1-VSi平臺器件中，以及用於例如InGaAsP雷射器的基於其它材料平臺中。經測暈及計算的器件特性圖5示出根據本發明的T p調製式雷射器的經計算的頻率響應。曲線圖500示出了分貝對頻率的、關係為101og[s( )s(0)]的小信號建模圖，其顯示了本發明的器件200-400的頻率響應。不同的e值對應於I = 5Ith(Ith為器件的電流閾值)以及I=IOIth的情況。曲線圖500表明本發明的器件200-400能夠具有高帶寬(>100GHz)。圖6A示出了閾值以上電流的平方根的3dB帶寬。曲線600示出本發明的器件200-400的帶寬，並且曲線602示出供對比的相關技術中直接電流調製式雷射器的帶寬。圖6A表明在相同器件結構下T 5調製式雷射器的3dB帶寬遠高於直接電流調製(<10GHz)的情況。通過對時域中的響應進行數值仿真，我們得到了關於如圖6B所示的本發明的Tp調製式雷射器的仿真眼圖604。關於這類計算，光子壽命具有50Gb/s比特率的高斯型脈衝調製。在器件的導通和截止狀態對應於T p m = 1.073ps和Tp (jff=1.788ps且注入電流保持恆定(10 = 0.15A)的情況下，圖6B示出當工作於50Gb/s時眼圖604中「眼睛」張開。圖6A表明本發明可實現更高的比特率。用於比較，還示出了 lOGb/s比特率下傳統I調製式雷射器的眼圖606，且導通和截止狀態的電流分別選為Im = 0.15A和Itjff = 0.05A。仿真結果示出能夠實現幾個Gbps的數據速率。然而，眼圖606在相對高的比特率(例如，10Gb/s)下閉合。各詵結構本發明還論述了能夠提供調製損耗的其它結構。例如(但並非以限制的形式)，雷射器結構包括增益區域(MQW112)和鏡結構，通常在分布布拉格反射器(DBR)和在其它雷射器結構中，其中鏡結構的有效反射率能夠調節以調製雷射腔/SOI脊部206的損耗，這如同上文所描述的那樣使用區域204和202以調製脊部206/光學腔210的損耗。這種調製能夠以幾種方式控制，例如，使用連接至光學腔中的波導/SOI脊部206的第二波導，其中第二波導中的光通過疊加(superposition)和/或幹涉對光學腔210中的光進行調製,或者，SOI脊部的光學模的一部分能夠延伸到第二波導/SOI脊部206之中，其中能夠如本文所描述的對損耗進行調製。這種結構示出在，例如，美國專利申請N0.11/534, 560中，該申請通過引用併入本文。其它結構同樣能夠給予本發明以教導。加工流程圖7示出根據本發明的加工流程圖。框圖700表明在絕緣體上半導體(SOI)結構中形成波導結構以及調製結構。

框圖702表明將調製部連接至波導結構。框圖704表明將半導體結構鍵合于波導結構；其中調製結構控制損耗調製式半導體雷射器件的光學腔中 的光子壽命。參考文獻下列文獻通過引用併入本文:Hsu-Hao Chang 等， "1310nm silicon evanescent laser " Opt.Expr.15,11466-11471 (2007) Y_H.Kuo 等， "High speed hybrid si I icon evanescentelectroabsorption modulator," Optics Express,16(13),9936-9941,6月 20 日(2008)；H.Park 等， "A Hybrid AlGalnAs-si I icon Evanescent WaveguidePhotodetector, " Optics Express,15(10), pp.6044-6052,5 月(2007)；R.S.Tucker, " High-speed modulation of semiconductor lasers, " J.Lightwave Technol.3:1180-1192(1985)；A.S.Liu 等，"High-speed optical modulation based on carrier depletionin a silicon waveguide, " Opt.Expr.15,660-668(2007)；J.E.Bowers,B.R.Hemenway,A.H.Gnauck,and D.P.Wilt, " High-speed InGaAsPConstricted-Mesa Lasers, " IEEE J.Quantum Electron.22,833-843(1986)。益論總之，本發明實施例提供用於製備損耗調製式雷射器和損耗調製式雷射器件的方法。根據本發明一個或多個實施例的損耗調製式半導體雷射器件包括駐留在第一襯底上的絕緣體上半導體(SOI)結構，該SOI結構包括該SOI結構的半導體層中的波導和與該SOI結構的半導體層鍵合的半導體結構，其中該SOI結構的半導體層中的至少一個區域控制半導體雷射器件中的光子壽命。所述器件還任選地包括:該SOI結構的半導體層中的至少一個區域，該至少一個區域為毗鄰波導的至少一個摻雜區域，該毗鄰波導的至少一個摻雜區域為位于波導的第一側面上的n型摻雜區域和位于波導的第二側面上的p型摻雜區域；損耗調製式半導體雷射器件的光學模，其駐留在半導體層以及半導體結構的至少一部分中；n型摻雜區域和p型摻雜區域控制該損耗調製式半導體雷射器件的分布損耗，並且至少一個摻雜區域控制該損耗調製式半導體雷射器件的光學腔中的分布損耗。所述器件還任選地包括:該SOI結構的半導體層中的至少一個區域，該至少一個區域為連接至該損耗調製式半導體雷射器件的增益區域的光反饋線路；調製部，其連接至光反饋線路，用於控制對該損耗調製式半導體雷射器件的增益區域的光反饋，該調製部控制光反饋線路上信號的相位和振幅中的至少一個，並且該光反饋線路控制該損耗調製式半導體雷射器件的反饋係數以對該損耗調製式半導體雷射器件進行調製。—種用於製備根據本發明一個或多個實施例的損耗調製式半導體雷射器件的方法包括:在絕緣體上半導體(SOI)中形成波導結構和調製結構，將調製結構與該波導結構耦合，並且將半導體結構鍵合於該波導結構；其中該調製結構控制該損耗調製式半導體雷射器的光學腔中的光子壽命。所述方法還任選地包括:該調製結構經由光反饋線路與該波導結構耦合；該調製結構為該SOI結構的半導體層中的至少一個摻雜區域,並且該調製結構控制該損耗調製式半導體雷射器件的分布損耗和反饋係數中的至少一個。根據本發明一個或多個實施例的一種半導體雷射器包括:包括半導體層的絕緣體上半導體(SOI)區域，該半導體層包括波導區域和調製區域；和III族-V族元素(II1-V)區域，其鍵合於該SOI區域的半導體層，其中該調製區域通過控制該半導體雷射器中的光子壽命來對該半導體雷射器的輸出進行調製。所述雷射器還任選地包括:半導體雷射器，其運行於光傳輸系統中；調製區域，其為SOI結構的半導體層中的至少一個摻雜區域，該SOI結構的半導體層包含矽，該調製區域控制光反饋線路的相位延遲，並且該調製區域控制光反饋線路的振幅。根據本發明一個或多個實施例的一種半導體雷射器件包括:具有光學腔的第一波導結構，其中對該半導體雷射器件的光學腔中的損耗進行調製。所述半導體雷射器件還任選地包括:使用連接至該光學腔的鏡子對光學腔中的損耗進行調製，通過調節鏡子的有效反射率來調製該光學腔中的損耗；通過連接至該光學腔的第二波導來調製該光學腔中的損耗，其中第二波導中的光與第一波導結構中的光相干涉；以及該半導體雷射器件的光學模延伸到與第一波導耦合的第二波導中，並且通過調製第二波導的損耗來調製該光學腔中的損耗。關於本發明優選實施例進行的如上描述旨在示範及說明的目的。並非旨在全面公開本發明或者將本發明限制於所公開的具體形式。根本上述教導，可以對本發明進行多種修改和變型。預期的，本發明的範圍並非僅限於上述詳細描述，而是由所附權利要求及其等同項的全部範圍所限定。
權利要求
1.一種損耗調製式半導體雷射器件，包括: 位於第一襯底上的絕緣體上半導體(SOI)結構，所述SOI結構包括位於所述SOI結構的半導體層中的波導；和 與所述SOI結構的所述半導體層鍵合的半導體結構，其中所述SOI結構的所述半導體層中的至少一個區域控制所述半導體雷射器件中的光子壽命。
2.根據權利要求1所述的損耗調製式半導體雷射器件，其中，所述SOI結構的所述半導體層中的所述至少一個區域為毗鄰所述波導的至少一個摻雜區域。
3.根據權利要求2所述的損耗調製式半導體雷射器件，其中，紙鄰所述波導的所述至少一個摻雜區域為位於所述波導的第一側面上的n型摻雜區域和位於所述波導的第二側面上的P型摻雜區域。
4.根據權利要求3所述的損耗調製式半導體雷射器件，其中，所述損耗調製式半導體雷射器件的光學模駐留在所 述半導體層中以及所述半導體結構的至少一部分中。
5.根據權利要求4所述的損耗調製式半導體雷射器件，其中，所述n型摻雜區域和所述P型摻雜區域控制所述損耗調製式半導體雷射器件的分布損耗。
6.根據權利要求2所述的損耗調製式半導體雷射器件，其中，所述至少一個摻雜區域控制所述損耗調製式半導體雷射器件的光學腔中的分布損耗。
7.根據權利要求1所述的損耗調製式半導體雷射器件，其中，所述SOI結構的所述半導體層中的所述至少一個區域為連接至所述損耗調製式半導體雷射器件的增益區域的光反饋線路。
8.根據權利要求7所述的損耗調製式半導體雷射器件，還包括調製部，其連接至所述光反饋線路，用於控制對所述損耗調製式半導體雷射器件的所述增益區域的光反饋。
9.根據權利要求8所述的損耗調製式半導體雷射器件，其中，所述調製部控制所述光反饋線路上的信號的相位和振幅中的至少一個。
10.根據權利要求9所述的損耗調製式半導體雷射器件，其中，所述光反饋線路控制所述損耗調製式半導體雷射器件的反饋係數，以對所述損耗調製式半導體雷射器件進行調製。
11.一種損耗調製式半導體雷射器件的製備方法，包括: 在絕緣體上半導體(SOI)結構中形成波導結構和調製結構； 將所述調製結構連接至所述波導結構；並且 將半導體結構鍵合於所述波導結構； 其中所述調製結構控制所述損耗調製式半導體雷射器件的光學腔中的光子壽命。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，所述調製結構經由光反饋線路與所述波導結構奉禹合。
13.根據權利要求11所述的方法，其中，所述調製結構為所述SOI結構的半導體層中的至少一個摻雜區域。
14.根據權利要求11所述的方法，其中，所述調製結構控制所述損耗調製式半導體雷射器件的分布損耗和反饋係數中的至少一個。
15.—種半導體雷射器,包括: 包含半導體層的絕緣體上半導體(SOI)區域，所述半導體層包括波導區域和調製區域；和 III族-V族(II1-V)區域，其鍵合於所述SOI區域的所述半導體層，其中所述調製區域通過控制所述半導體雷射器中的光子壽命來調製所述半導體雷射器的輸出。
16.根據權利要求15所述的半導體雷射器，其中，所述半導體雷射器運行於光傳輸系統中。
17.根據權利要求16所述的半導體雷射器，其中，所述調製區域為所述半導體層中的至少一個摻雜區域。
18.根據權利要求17所述的半導體雷射器，其中，所述SOI區域的所述半導體層包含矽。
19.根據權利要求16所述的半導體雷射器，其中，所述調製區域控制光反饋線路的相位延遲。
20.根據權利要求19所述的半導體雷射器，其中，所述調製區域控制所述光反饋線路的振幅。
21.一種半導體雷射器件，包括具有光學腔的第一波導結構，其中對所述半導體雷射器件的所述光學腔中的損耗進行調製。
22.根據權利要求21所述的半導體雷射器件，其中，使用連接至所述光學腔的鏡子對所述光學腔中的所述損耗進行調製，通過調節所述鏡子的有效反射率來調製所述光學腔中的所述損耗。
23.根據權利要求21所述的半導 體雷射器件，其中，通過連接至所述光學腔的第二波導結構對所述光學腔中的所述損耗進行調製，其中所述第二波導結構中的光與所述第一波導結構中的光相干涉。
24.根據權利要求21所述的半導體雷射器件，其中，所述半導體雷射器件的光學模延伸到與所述第一波導結構耦合的第二波導結構中，並且通過調製所述第二波導結構中的損耗來調製所述光學腔中的所述損耗。
全文摘要
本發明公開一種損耗調製式矽倏逝波雷射器。根據本發明一個或多個實施例的損耗調製式半導體雷射器件包括駐留在第一襯底上的絕緣體上半導體(SOI)結構，該SOI結構包括位於SOI結構的半導體層中的波導；和與該SOI結構的半導體層鍵合的半導體結構，其中該SOI結構的半導體層中的至少一個區域控制半導體雷射器件中的光子壽命。
文檔編號H01S3/04GK103119804SQ201180041417
公開日2013年5月22日 申請日期2011年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者約翰·E·鮑爾斯, 戴道鑫 申請人:加利福尼亞大學董事會