基于REC技術(shù)的可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器

陳向飛/CHEN Xiangfei

肖如磊/XIAO Rulei

陸駿/LU Jun

（南京大學(xué)，中國南京210000）

半導(dǎo)體激光器具有體積小、功耗低、可靠性高、適合大規(guī)模量產(chǎn)等諸多優(yōu)勢，正在逐步成為光子技術(shù)中最重要的光源之一?？烧{(diào)諧半導(dǎo)體激光器由于波長靈活可調(diào)的特性而得到廣泛應(yīng)用，例如：使用波分復(fù)用的光接入網(wǎng)或相干光通信網(wǎng)，需要可調(diào)諧激光器來實(shí)現(xiàn)靈活的波長配置；光學(xué)相干斷層掃描成像、光頻域反射計或激光氣體傳感等系統(tǒng)，需要可調(diào)諧激光器實(shí)現(xiàn)波長掃描來進(jìn)行相關(guān)檢測。

可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的實(shí)現(xiàn)難度主要體現(xiàn)在以下幾個方面。首先，可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器需要實(shí)現(xiàn)單波長激射，這意味著它需要具有更精細(xì)的波長選擇功能的諧振腔，以實(shí)現(xiàn)在縱向和橫向的單模工作。其次，它的諧振腔需要具備靈活可調(diào)的功能，同時在諧振腔調(diào)節(jié)的過程中依然保持單模的工作狀態(tài)。最后，相比于光泵浦的激發(fā)方式，雖然電泵浦的半導(dǎo)體激光器僅注入電流就可實(shí)現(xiàn)發(fā)光，具有易配置、易使用等特點(diǎn)，但是電泵浦結(jié)構(gòu)需要高效率的電致發(fā)光，而這對材料的設(shè)計與生長都提出了更高的要求。

1 可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器主要技術(shù)

最近幾十年，研究者通過構(gòu)建不同類型的諧振腔調(diào)諧方式，實(shí)現(xiàn)了多種可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器。根據(jù)諧振腔的集成方式，可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器可分為分立外腔結(jié)構(gòu)和單片集成腔體結(jié)構(gòu)兩大類。其中，分立外腔結(jié)構(gòu)是指將半導(dǎo)體增益結(jié)構(gòu)與外部諧振腔通過空間光學(xué)耦合在一起，并通過對外部諧振腔的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)對激射波長的調(diào)諧。這里的外部諧振腔通常包括衍射光柵［1］、集成化波導(dǎo)諧振結(jié)構(gòu)［2］等。單片集成諧振腔結(jié)構(gòu)類型主要包括分布反饋結(jié)構(gòu)［3］、分布布拉格反射結(jié)構(gòu)［4］、V型腔結(jié)構(gòu)［5］、多通道干涉結(jié)構(gòu)［6］、集成微電子機(jī)械系統(tǒng)［7］等。

（1）分立外腔結(jié)構(gòu)可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器。

最早期的可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器就是通過分立外腔結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，即通過透鏡光學(xué)耦合結(jié)合衍射光柵來進(jìn)行波長選擇，并通過改變光柵的衍射角度來選擇不同的激射波長［1］。如圖1（a）所示，在半導(dǎo)體增益結(jié)構(gòu)的一個解理面上鍍上抗反射膜，將一個固定的反射型衍射光柵作為色散元件，通過壓電陶瓷控制鏡面圍繞一個虛支點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，使不同波長的1級衍射光在激光光源和外腔鏡之間形成振蕩，同時使0級衍射光為輸出光。外腔鏡在改變位置的同時仍能滿足相應(yīng)波長的相位匹配條件，并使其形成諧振輸出，從而實(shí)現(xiàn)波長的連續(xù)調(diào)諧。

隨著近年來微加工工藝水平的快速提高，以及硅基、氮化硅基、聚合物基等集成化波導(dǎo)體系的迅速發(fā)展，研究者們提出了基于這些材料體系的可調(diào)諧振腔結(jié)構(gòu)。通過將這些諧振腔結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體光放大器芯片的耦合，可以實(shí)現(xiàn)波長可調(diào)諧激光器。如圖1（b）所示，首先，在半導(dǎo)體光放大器芯片的一個解理面上鍍了抗反射膜，同時兩個不同半徑的微環(huán)波導(dǎo)被耦合在一起，并與半導(dǎo)體放大器芯片進(jìn)行耦合。然后，在這兩個微環(huán)波導(dǎo)上分別集成一個薄膜電阻加熱器［2］，通過改變兩個薄膜電阻加熱器的電流，即可實(shí)現(xiàn)兩個微環(huán)波導(dǎo)透射譜的偏移。由于這兩個微環(huán)波導(dǎo)的透射譜具有不同的平均自由程，因此通過透射峰的錯位就可以實(shí)現(xiàn)寬帶的波長調(diào)諧范圍。該結(jié)構(gòu)在硅、氧化硅、氮化硅或聚合物波導(dǎo)上都可以實(shí)現(xiàn)，其調(diào)諧范圍主要受限于半導(dǎo)體材料的增益譜寬。

由于聚合物具有較大的熱光系數(shù)或電光系數(shù)，改變溫度或電壓可以對其折射率進(jìn)行很大的改變，因此在聚合物波導(dǎo)中也可以直接使用布拉格光柵作為外腔來實(shí)現(xiàn)寬帶可調(diào)。如圖1（c）所示，通過對?10～70 ℃聚合物溫度的調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)25 nm的波長調(diào)諧范圍［8］。

（2）諧振腔單片集成可調(diào)諧激光器。

分布反饋結(jié)構(gòu)（DFB）是指其布拉格光柵諧振腔正好與增益材料在位置上重合?；贒FB結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)良好的單波長激光激射。雖然該激光具有高邊模抑制比、高輸出功率、良好的直接調(diào)制效果等，并已成為目前光通信網(wǎng)絡(luò)中最常用的光源，但是DFB結(jié)構(gòu)諧振腔難以實(shí)現(xiàn)大范圍可調(diào)諧功能。為實(shí)現(xiàn)基于DFB結(jié)構(gòu)的寬波段可調(diào)諧激光器，一種常用方法是集成多波長DFB激光器陣列，即先通過選擇陣列中對應(yīng)波長的激光光源并使其發(fā)生激射，再配合上溫度調(diào)諧裝置，最終得到想要的光輸出。如圖2（a）所示，通過集成12個不同波長的DFB激光器和1個多模干涉合波結(jié)構(gòu)，結(jié)合溫度調(diào)諧的功能可以實(shí)現(xiàn)40 nm的波長調(diào)諧范圍［3］。

▲圖1 3種外部諧振腔結(jié)構(gòu)

▲圖2 幾種單片集成諧振腔結(jié)構(gòu)類型

分布布拉格反射（DBR）結(jié)構(gòu)，是指在激光器有源區(qū)的外部集成無源的布拉格光柵反射器，通過改變該光柵結(jié)構(gòu)處的電流調(diào)節(jié)其布拉格波長，從而改變激光器的輸出波長，如圖2（b）所示。為獲取更良好的單縱模工作特性，通常會在波導(dǎo)中設(shè)立一個相位調(diào)節(jié)區(qū)［4］，但僅通過改變無源光柵波長的調(diào)諧范圍比較有限（通常都小于10 nm）。為增加調(diào)諧范圍，很多研究者會利用取樣光柵結(jié)構(gòu)的寬帶梳狀譜，即通過改變兩個不同周期梳狀譜的對齊位置，來實(shí)現(xiàn)寬波段的波長可調(diào)。圖 2（c）中［9］是最早提出的基于取樣光柵的DBR結(jié)構(gòu)（SG-DBR），之后通過改變光柵的精細(xì)結(jié)構(gòu)或波導(dǎo)的耦合方式，衍生出了多種類似結(jié)構(gòu)，包括圖2（d）所示的Y分支波導(dǎo)SG-DBR［10］、圖 2（e）所 示 的 DSDBR［11］和圖 2（f）所示的 SSG-DBR 結(jié)構(gòu)［12］，這幾類結(jié)構(gòu)都可以實(shí)現(xiàn)大于35 nm的寬波段調(diào)諧范圍。

除了基于光柵結(jié)構(gòu)的諧振腔結(jié)構(gòu)，也有研究人員提出基于其他結(jié)構(gòu)的諧振腔。例如，一種基于多通道干涉器的諧振腔結(jié)構(gòu)［6］，通過改變不同反射臂的相位差實(shí)現(xiàn)波長的選擇和大于50 nm的準(zhǔn)連續(xù)波長調(diào)諧。此外，還有一種V型諧振腔結(jié)構(gòu)［5］被提出，其原理為構(gòu)建兩個不同自由程的法布里-珀羅諧振腔產(chǎn)生的梳狀譜，即通過調(diào)節(jié)相位來選擇重合的波長進(jìn)行激射。該諧振腔結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)40 nm的調(diào)諧范圍。另外，隨著近年來微電子機(jī)械系統(tǒng)的成熟發(fā)展，在垂直面反射半導(dǎo)體激光器中引入壓電材料，通過對外部反射鏡的微機(jī)械調(diào)節(jié)，同樣可以實(shí)現(xiàn)寬帶的波長調(diào)諧［7］。

2 重構(gòu)-等效啁啾技術(shù)（REC）技術(shù)

REC技術(shù)最早是在光纖光柵的相關(guān)研究中被提出，并從2007年開始被用于半導(dǎo)體激光器的制備中。相較主流的加工技術(shù)而言，REC技術(shù)是一種全新的加工技術(shù)［13-14］。在通信半導(dǎo)體激光器中，精度最高、加工難度最大的部分是波導(dǎo)光柵（其最小尺寸達(dá)到0.1μm），而激光器的波長等主要性能都是由光柵直接決定的。目前主流的加工技術(shù)有兩種：一種是電子束曝光，即利用聚焦的電子束進(jìn)行掃描式的曝光形成圖案，如圖3（a）所示，該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于技術(shù)靈活、可制作任意復(fù)雜圖形，缺點(diǎn)在于設(shè)備成本高、制備時間長、周期很難控制；另一種是全息曝光，即利用兩束光的干涉形成的均勻明暗條紋，從而曝光形成光柵，如圖3（b）所示，其優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備便宜、制備時間短、光柵的均勻性非常好，缺點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)單一、只能制作均勻光柵、無法滿足高端器件的要求。REC技術(shù)是基于全息曝光后再加一次普通光刻，能等效實(shí)現(xiàn)復(fù)雜光柵結(jié)構(gòu)，如圖3（c）所示，在具有電子束曝光技術(shù)的技術(shù)靈活性的同時，還擁有全息曝光方法低成本、制備快和光柵均勻性好的優(yōu)點(diǎn)。例如，基于REC技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)等效的λ/4相移光柵。具有該光柵的DFB激光器有優(yōu)異的動態(tài)單模特性，能很好地滿足可調(diào)諧激光器在工作過程中保持單模的需求。

REC技術(shù)是基于取樣光柵結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。取樣光柵折射率形貌Δns（z）在數(shù)學(xué)上可以描述為公式（1）：

其中，s(z)表示取樣結(jié)構(gòu)，Λ0表示種子光柵的周期，z是光柵的軸向坐標(biāo)，j是虛數(shù)單位，c.c表示共軛，Δn是種子光柵的折射率調(diào)制幅度。將均勻取樣結(jié)構(gòu)展開為傅里葉級數(shù)，如公式（2）所示：

其中，m是傅里葉級次，F(xiàn)m是第m級的傅里葉系數(shù)。取樣光柵可以進(jìn)一步表述為：

從公式（3）可以看出，取樣光柵是很多級次的傅里葉子光柵的線性疊加。每個級次的子光柵都有特定的光柵周期、初相位以及光柵強(qiáng)度。

▲圖3 3種光柵制備技術(shù)

如果取樣光柵的初相位發(fā)生變化，即Δz發(fā)生變化，那么公式（3）可以表示為：

以-1級子光柵為例，-1級子光柵DFB激光器的波長可表示為：

而-1級子光柵的波長誤差與制造工藝中取樣光柵的誤差關(guān)系為：

在通常情況下，由于取樣光柵周期P為微米量級，種子光柵周期Λ0為幾百納米，因此利用REC技術(shù)，DFB激光器的波長精度可以比傳統(tǒng)工藝提高約兩個數(shù)量級［15］。在實(shí)際應(yīng)用中，除了具有加工簡單、快速等特點(diǎn)外，REC技術(shù)最大的優(yōu)勢在于能夠?qū)崿F(xiàn)對光柵結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)控制。λ/4相移結(jié)構(gòu)在REC技術(shù)中的尺度為3 μm左右，而在常規(guī)結(jié)構(gòu)中只有100 nm的尺度。基于REC技術(shù)高精度的波長控制能力，我們制備了目前報道數(shù)最多的60波長激光器陣列，并得到非常均勻的波長分布特性，83%的波長偏長在±0.2 nm范圍內(nèi)［16］。也正是基于高精度的波長控制能力，我們將REC技術(shù)應(yīng)用于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器中，使其在寬波段、窄線寬、快速切換可調(diào)諧激光器方面具有特定的性能優(yōu)勢。

3 基于REC技術(shù)的寬波段可調(diào)諧激光器

與文獻(xiàn)［3］類似，基于REC技術(shù)的寬波段可調(diào)諧激光器也是通過集成多波長DFB激光器陣列的方式來實(shí)現(xiàn)。與之不同的是，基于REC技術(shù)的多波長激光器陣列具有高精度波長控制的優(yōu)勢，因而可以實(shí)現(xiàn)更低的激光器陣列波長間隔，從而大幅降低溫度調(diào)諧范圍，提高激光器整體的良品率。與文獻(xiàn)［3］中的并聯(lián)結(jié)構(gòu)相比，DFB激光器的并聯(lián)結(jié)構(gòu)由于不同的激光器光柵之間沒有相互干擾，可以得到更優(yōu)的單模特性。然而，并聯(lián)結(jié)構(gòu)的合波器會帶來較大的損耗，并且該損耗會隨著激光器數(shù)目的增加而增加。雖然DFB激光器的串聯(lián)結(jié)構(gòu)可以減少合波器的使用，但是串聯(lián)結(jié)構(gòu)對光柵周期精度提出了更高的要求。尤其是在相鄰激光器波長間隔小的情況下，如果光柵周期的誤差過大，則會引起激光器之間較大的串?dāng)_。正是因?yàn)镽EC技術(shù)具有很高的光柵周期精度控制，我們目前研究的基于REC技術(shù)的寬波段可調(diào)諧激光器會使用到串聯(lián)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)主要包括串聯(lián)和串并聯(lián)兩種類型。

▲圖4 2×4串并聯(lián)可調(diào)諧激光器的結(jié)構(gòu)及性能

如圖4（a）所示，我們實(shí)現(xiàn)了一個串并聯(lián)結(jié)構(gòu)的可調(diào)諧激光器，其中有2根平行的波導(dǎo)通過1個Y分支合波器進(jìn)行合波，每根波導(dǎo)上集成了4個不同波長的DFB激光器，一共集成了8個均勻波長間隔的DFB激光器［17］。激光器芯片采用傳統(tǒng)的兩步金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）工藝制作，使用脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，在兩端鍍抗反射膜。其中，相鄰2個波長的激光器被分別設(shè)計在2根不同波導(dǎo)上，這樣可以有效降低光柵串?dāng)_。如圖4（b）所示，通過選擇激射的激光器進(jìn)行大致調(diào)諧，改變芯片溫度進(jìn)行精細(xì)調(diào)諧，可以實(shí)現(xiàn)32通道100 GHz間隔的調(diào)諧范圍。其中，每個激光器負(fù)責(zé)4個通道，整體的波長調(diào)諧溫度范圍為45℃，邊模抑制比均大于40 dB。同樣地，基于REC技術(shù)對波長的高精度控制，我們還實(shí)現(xiàn)了激光器芯片的串聯(lián)結(jié)構(gòu)［18］，如圖5所示。我們得到了32通道50 GHz間隔的波長調(diào)諧范圍，并使該結(jié)構(gòu)保持了良好的單模特性，不同波長的邊模抑制比均大于40 dB。

4 基于REC技術(shù)的窄線寬可調(diào)諧激光器陣列

窄線寬可調(diào)諧激光器被廣泛應(yīng)用在相干光通信、水聽器、雷達(dá)等領(lǐng)域。根據(jù)半導(dǎo)體激光器線寬理論的研究報道，半導(dǎo)體激光器線寬的表達(dá)式如公式（8）所示。其中，vg是材料中光的群速度，h是普朗克常量，v是光頻率，g是閾值增益，nsp是自發(fā)輻射因子，αm是諧振腔損耗，P0是光功率，α是線寬展寬因子?？梢钥闯觯瑳Q定半導(dǎo)體激光器線寬的因素主要在兩個方面：一是構(gòu)成激光器的材料特性，因?yàn)椴牧咸匦灾苯佑绊懠す馄鞯拈撝翟鲆鎔和線寬展寬因子α；二是因?yàn)榧す馄鞯慕Y(jié)構(gòu)特征，激光器的結(jié)構(gòu)特征會影響諧振腔損耗αm、閾值增益g等。

對于DFB激光器而言，其諧振腔損耗滿足公式（9）。可以看出，提高DFB激光器光柵強(qiáng)度，增大DFB激光器的腔長，能夠降低DFB激光器的腔內(nèi)損耗，從而降低DFB激光器的線寬。但是提高κ和L又會加劇激光器的空間燒孔效應(yīng)，并降低DFB激光器在大電流注入時的單模特性，使激光器線寬展寬。因此，需要對DFB激光器的光柵結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化以獲得窄線寬輸出。傳統(tǒng)可調(diào)諧窄線寬DFB激光器芯片的腔長一般較長，且波導(dǎo)光柵均為具有特殊相移結(jié)構(gòu)的光柵，其制作過程復(fù)雜、制造成本較高?；赗EC技術(shù)正好可以利用低成本的加工方法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、高精度的光柵結(jié)構(gòu)，十分適合制備可調(diào)諧窄線寬激光器芯片。

我們基于REC技術(shù)設(shè)計了4通道窄線寬DFB激光器陣列［19］，并通過改變溫度實(shí)現(xiàn)了波長調(diào)諧。圖6（a）是4通道DFB激光器陣列芯片結(jié)構(gòu)示意圖，其中，芯片腔長為 1 200 μm，4個DFB激光器波長間隔3.2 nm。DFB激光器芯片的光柵是利用REC技術(shù)設(shè)計的等效內(nèi)切趾光柵結(jié)構(gòu)，如圖6（b）所示。該光柵結(jié)構(gòu)能夠有效降低激光器腔內(nèi)空間燒孔效應(yīng)，利于激光器線寬的壓窄。且該區(qū)域位于芯片中間，切趾區(qū)域長度為600 μm。等效切趾采用的是改變采樣光柵占空比的方式實(shí)現(xiàn)的，其占空比的類型為線性，切趾區(qū)域兩端占空比最大為0.5，切趾區(qū)域中心占空比最小為0.3。

▲圖5 串聯(lián)結(jié)構(gòu)可調(diào)諧激光器結(jié)構(gòu)及其性能

▲圖6 4通道窄線寬分布反饋結(jié)構(gòu)激光器陣列結(jié)構(gòu)及其性能

圖6（c）和（d）分別展示了在激光器注入電流為100 mA時，通過溫度調(diào)諧測得的激光器輸出光譜以及不同波長下激光器邊模抑制比。通過將激光器的工作溫度從10℃調(diào)諧到40℃，可得到32通道間隔50 GHz的波長可調(diào)諧輸出，其波長調(diào)諧范圍是1 538.58～1 550.92 nm。在調(diào)諧過程中激光器的邊模抑制比均大于42dB，保持了較好的單模特性。通過自外差法，我們測得激光器在調(diào)諧過程中不同溫度下的線寬，具體如圖6（e）所示。由測試結(jié)果可以看出，低溫下激光器線寬更窄。在芯片溫度由10℃升高到40℃的過程中，激光器線寬由160 kHz升高到307 kHz，同時保持了窄線寬輸出。

5 基于REC技術(shù)的快速可調(diào)諧激光器

不斷增長的數(shù)據(jù)通信迫切需要大型、低時延交換節(jié)點(diǎn)來提供高速、大容量、有效的數(shù)據(jù)交換功能。光交換技術(shù)是打破信息交換瓶頸的關(guān)鍵技術(shù)。光交換技術(shù)有多種方案能夠?qū)崿F(xiàn)，其中一種是基于快速可調(diào)諧激光器利用源端波長切換實(shí)現(xiàn)的光信息交換［20］?；诳烧{(diào)諧激光光源和陣列波導(dǎo)光柵路由器組合的方案，可以形成靈活、大容量的光交換能力。這不僅能夠提供大端口數(shù)，還可以實(shí)現(xiàn)低阻塞和低時延的快速路由；但該方案最大的難題在于很難實(shí)現(xiàn)低成本的穩(wěn)定、快速可調(diào)諧激光光源。

要實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器的波長調(diào)諧，一般采用改變溫度或無源區(qū)電流的方式，但是這兩種方案都存在激光器調(diào)諧穩(wěn)定時間較長的問題。目前最快的調(diào)諧方式是對激光器陣列進(jìn)行開關(guān)切換，以實(shí)現(xiàn)固定多波長通道之間的快速切換。由于激光器點(diǎn)亮的時間在納秒量級，因此波長調(diào)諧的方式也可以達(dá)到納秒量級。雖然這種調(diào)諧方式速度快，但對于激光器波長的精準(zhǔn)性要求卻很高；因此，在設(shè)計每個DFB激光器的光柵結(jié)構(gòu)時，可采用能夠?qū)崿F(xiàn)波長間隔精準(zhǔn)控制的REC集成激光器陣列技術(shù)。激光器芯片的設(shè)計思路是設(shè)計多波長串并聯(lián)的DFB半導(dǎo)體激光器芯片。如圖7（a）所示，該激光光源將m×n個DFB激光器單片集成在一個芯片上，并通過可編程邏輯控制器（PLC）合束器耦合在同一根光纖內(nèi)輸出。激光器的個數(shù)即為光源輸出通道數(shù)，決定了光源的波長調(diào)諧范圍?；诖⒙?lián)DFB激光器陣列芯片，我們開發(fā)了8通道快速可調(diào)諧激光器模塊。8通道激光器光譜如圖7（b）所示。由測試結(jié)果可以看出，各通道具有較好的單模特性。

▲圖7 快速可調(diào)諧激光器結(jié)構(gòu)及其性能

對于快速可調(diào)諧激光器，驅(qū)動控制電路是其關(guān)鍵部分。驅(qū)動控制電路的作用包括溫度控制、激光器工作電流驅(qū)動、波長切換、工作參數(shù)通信控制?；赗EC技術(shù)激光器陣列的快速可調(diào)諧激光光源系統(tǒng)及電路實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖7（c）所示。其中，微控制單元（MCU）控制模塊提供人機(jī)交互接口，或與其他系統(tǒng)互連的控制接口。通過這些接口，MCU模塊負(fù)責(zé)傳遞各路激光器的波長切換控制、激光工作電流及工作溫度等參數(shù)，并對信息進(jìn)行識別和格式變換，將其轉(zhuǎn)換成波長切換模塊、驅(qū)動電流模塊及熱電控制器（TEC）模塊所需的數(shù)字及模擬控制信號。波長切換控制模塊是以現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）為核心實(shí)現(xiàn)的。由于快速可調(diào)諧激光器波長調(diào)諧/切換時間一般在微秒量級甚至是數(shù)十納秒量級，因此波長切換的控制信號須提供比調(diào)諧時間更快的上升/下降沿，而且要保持多路控制信號的嚴(yán)格同步。圖7（d）是不同通道間波長切換時間測量結(jié)果，可以看出，激光器波長調(diào)諧時間為4 μs左右。

6 結(jié)束語

總體來看，可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器由于體積小、適合大規(guī)模生產(chǎn)和易于集成等優(yōu)點(diǎn)，有望被大量應(yīng)用于包括光通信、光傳感和光計算等諸多領(lǐng)域。目前也有許多其他不同實(shí)現(xiàn)方法，比如外腔激光光源、DFB激光光源、DBR激光光源以及垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）等。不同實(shí)現(xiàn)方案具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，可以分別適用于不同的場合?；谧灾靼l(fā)明的REC技術(shù)，我們以一種低成本的加工方案實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)的布拉格光柵制作?；谠摼珳?zhǔn)的光柵，可以實(shí)現(xiàn)面向相控陣?yán)走_(dá)和相干光通信的窄線寬可調(diào)諧激光器、面向光交換激光器雷達(dá)的快速可調(diào)諧激光器和面向5G前傳波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)（WDM-PON）的寬波段可調(diào)諧激光器。