CN1537350A - 纵向空腔可调式激光放大器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纵向内腔可调激光放大器，其在空腔(25)内包括至少一个的用来调谐该激光放大器的波长(λ)的光电元件，这些光电元件中的至少一个包括横向面中各向同性的材料。本发明还涉及由这种可调激光放大器组成的电信系统，由多个激光放大器构成的阵列以及制造这种激光放大器的方法。

Description

纵向空腔可调式激光放大器

技术领域

本发明涉及光器件领域，尤其涉及用于高速光网络的光器件。

更准确地，本发明涉及具有可调波长的激光放大器。

背景技术

出于本说明书的目的，激光放大器意味着一种行为象激光源和/或放大器的激光器。当对该激光器输入的能量大于对该器件规定的激光激励阈时，该激光器通常起类似激光源的作用。在其它条件下，它只起放大器的作用。

可调激光器可归成二种主要类别：

一边缘发射激光器；以及

一纵向空腔激光器。

通常利用DBR(分布式布拉格反射器)型边缘发射激光器得到可调半导体激光放大器。在P.Heywood于2000年4月编写的“Tune In！”文献中具体地说明DBR并且可在 www.lightreading.com网站上可看到该文献。依据现有技术的结构的主要缺点之一是在它们的基本形式下它们的可调范围小(10nm数量级)。

上面提到的P.Heywood文献指出利用SSG(超结构光栅)DBR和GCSR(带有采样反射器，光栅辅助共向耦合器)DBR可得到较大的值(例如40nm)。但是，这些技术的一个缺点是它们的制造成本较高，尤其对于高速电信应用和WDM(波分多路复用)。

在此语境下，VCSEL(纵向空腔表面发射激光器)和/或VCA(纵向空腔放大器)和它们的对应边缘发射激光器相比具有许多优点，尤其包括更大的光谱选择性，由于发射光束的圆形和发散很小的特性造成的对光纤的更佳模态适应性、单模式横向和纵向性能，可能以阵列形式排列以及尤其是可比较性能上的明显较低的制造成本，并且不要忘记输入和输出信号之间增益为30分贝数量级的放大器的可能性(如具体地在Raj Oudar和Bensoussan等的)“Vertical Cavity amplifying photonicswitch”一文中指出那样，该文由美国物理协会在1994年10月31日的Applied physical Letters杂志上发表)。

已经证实可以利用这些结构和各种技术调整波长，具体地在以下文章中说明：

-L.Fan和M.C.Wu的“10.1nm量级的波长连续可调纵向空腔表面发射激光器(10.1nm range continuous wavelength-tuneable vertical-cavitysurface-emitting lasers)”，发表在Electronics Letters杂志(Vol.30，No.17，pp1409-1410，1994)；以及

-T.Wipiejewski和k.Panzlaff的“可调特别低阈纵向空腔激光二极管(Tuneable Extremely Low Threshold Vertical-Cavity Laser Diodes)”，发表在IEEE Photonics Technology Letters杂志(Vol.5，Wo.8，pp889-892，1993)。

但是，就可调范围而言性能仍保持一般。可以通过在空腔内设置一个不活动区以实现可调功能予以改善。已提出数种基于该原理的实现方法，即：

-D.Vakhshoori在“带有50nm调谐量级的可调1550nmVCSEL的2mW CW单模式操作(2mW CW single mode operation of a tuneable1550hm VCSEL，with 50nm tuning range)”中说明的带有MEMS(微机电系统)的VCSEL技术，该文发表的Eleetronks Letters杂志(Vol.35，pp900-901，1999)；以及

-k.Hsu和C.M.Miller在IEEE Photonics Technology Letters杂志(Vol.10，No.9，pp1199-1201，1998)中的“连续可调光泵1.3μm光纤Fabry-Perrot表面发射激光器(Continuously Tuneable Photopumped1.3μm Fibre Fabry-Perrot Surface Emitting Lasers)”一文里说明的FFPSEL(光纤表面发射激光器)。

MEMS技术基于使用DBR微镜，其中机械位移改变气层的厚度。

MEMS技术具有数个缺点，尤其是高复杂性、高成本以及机械易碎性。

FFPSEL也基于使用DBR、量子阱和空气厚度。

FFPSEL技术也具有数个缺点，尤其是高成本、必须良好控制空腔对准及稳定性并且改变波长需要长的时间(1毫秒量级)。

发明内容

本发明的各方面之一是克服现有技术的这些缺点。

更准确地，本发明的一个目的是提供一种可容易调谐的激光放大器。

本发明的另一个目的是提供一种非常紧凑和坚固的激光器。

本发明的另一个目的是提供一种具有良好机械稳定性的激光器。

本发明的另一个目的提供一种特别好地适应于高速电信应用的激光放大器。

注意这种激光放大器在波长上可以是非常有选择性的，但是由于可调性其覆盖宽的波段。

本发明的另一个目的是提供一种制造成本低和安装成本低的可调激光放大器。

本发明的另一个目的是能使该器件产业化，从而可以以低成本制造它。

本发明的另一个目的是提供一种能高速改变波长的可调激光放大器。

本发明的一个附加目的是提供一种具有良好纵向重叠因数的可调激光放大器。

本发明的另一个目的是提供一种当充当放大器时能呈现高增益的激光器。

根据本发明这些以及其它后面变为清楚的目的是利用一种纵向空腔激光放大器达到的，其显著之处在于它包括至少一个的位于该空腔内用来调整该激光放大器的波长的光电元件。

依据一种特殊特征，该激光放大器显著之处在于它还包括根据加到该激光放大器的至少一个的电压向光电元件施加可变电场的装置。

依据一种特殊特征，该激光放大器显著之处在于它的光电元件中的至少一个由横向平面中的各向同性材料构成。

注意在本情况下“横向平面”指的是和穿过它的激光束(组)的传播轴垂直的平面。

从而，尤其把该激光用于放大器模式时，借助本发明有益地不必在该激光输入前面控制极化，或者，如果极化是任意的，不必在输出处分开不同的极化以克服极化模式分散(这会需要附加器件)。

注意在本情况下“各向同性材料”指的是在所考虑的波长(组)上(换言之在该激光放大器发射的波长(组))上各向同性的材料。

还要注意，该材料是在横向平面中各向同性的，这足以获得性能上对极化不敏感的放大器。

依据一特殊特征，该激光放大器显著之处在于至少一个的光电元件由纳PDLCC型材料构成。

其结果有益地是一种带有良好光特性的并且容易实现的材料。

依据一特殊特征，该激光放大器显著之处在于起类似于放大器的作用。

依据一特殊特征，该激光放大器显著之处在于它起类似于产生至少一条激光束的激光器的作用。

从而，本发明有益地适应于激光放大器的各种不同的可能运行模式，其取决于它的和激光器阈比较的偏置(电上或光上)(取决于泵浦类型)它可只用作用放大器，只用作为激光束发生器，或者用作为放大器和激光束发生器。

依据一特殊特征，该激光放大器显著之处在于它包括使能对光电元件(组)施加电场(组)的透明或半透明电极组并且使得光束能穿过这些电极。

这样，该激光放大器发出的光束(组)可穿过这些电极，这些电极还可在光电元件中建立适当的电场。

依据一特殊特征，该激光放大器显著之处在于这些电极为ITO(氧化铟锡)型。

其结果有益地是电极带有良好光特性并且容易使用，例如通过沉积和蚀刻。

依据一特殊特征，该激光放大器显著之处在于它还包括至少一个使能该空腔电泵激的电极。

从而，该激光放大器相对容易制造并且不必对它添加光泵，这意味着安装成本低。

本发明还和一种器件阵列有关，其显著之处在于该阵列包括至少两个激光放大器。

依据一特殊特征，该器件阵列显著之处在于该阵列中的每个激光器包括施加用来调整和该激光器关联的波长的装置，从而该阵列可以调整多个波长。

这样，本发明提供一种得到低成本器件的手段。

本发明还提供一种能够产生和/或放大一种或多种激光束的器件，其带有数种可彼此独立调整的波长。

本发明还涉及一种高速电信系统，其特征在于它包括至少一个如前面所说明的激光放大器并且和至少一条的光纤合作以便发射至少一个由激光放大器发出的光束。

该电信系统的优点和该激光放大器的优点相同，从而不更详细地说明。

另外，本发明涉及一种制造纵向空腔可调激光放大器的工艺，其特征在于包括：

-使该激光放大器的第一部分包括至少一个第一电极的步骤；

-使该激光放大器的第二部分包括至少一个第二电极的步骤；

-在装配该第一和第二部件的子步骤下得到空腔的步骤；以及

-对该空腔填充至少一个光电元件的步骤。

其结果是一种易于实现、可靠并且成本低的制造激光放大器的有益方法。

依据一特殊特征，该制造工艺显著之处在于它还包括在该激光器的至少一个用于装配和用于装填的部分上沉积元件的步骤。

最好采用经济的并且易于沉积和蚀刻的元件，例如聚酰亚胺型。

附图说明

在阅读下面对按简单示意和非限制性例子给出的优选实施例的说明以及附图后，本发明的其它特征和优点变为清楚，附图中：

图1示出一种依据本发明的和光纤关联的激光放大器的一种具体实施例的总透视图；

图2示出图1中的激光放大器的原理图；

图3A和3B更详细地描述图1和2中的激光放大器的一部分；

图4A、4B和4C表示一种制造前面的各图中的激光放大器的工艺；

图5示出图1和2中的可调激光放大器的反射系数频谱；

图6示出作为图2中示出的纳PDLC层指数的函数的发射波长；

图7示出作为图2中示出的纳PDLC层的极化电压的函数的发射波长；以及

图8给出图2中定义的结构里的空腔内稳定场的一个例子。

具体实施方式

本发明的总原理

本发明的总原理基于下述的组合：

-激活元件，例如多量子阱型；以及

-包括光电元件的相移区；

组装件形成一个空腔。

该激活元件和该相移区包含在二个DBR镜之间，以便产生和或放大给定波长的光束。该波长取决于光束通过的空腔的光厚度(记住光厚度等于物理厚度和介质指数的乘积)。

该相移区受到一个或多个电场，通过控制电极的电压可以对这些电场采取动作。该相移区的指数并且从而它的光厚度可以根据施加到这些电极上的电压变化。从而产生一种带有高波长改变速度(10μs量级)的低成本、可靠、紧凑的可调激光放大器。

还有可能得到这种器件的阵列，从而通过具有独立的电极组并且具有不同的电势发射数种波长，其中每组电极在该相移区内产生不同的场。

特征值

制造依据本发明的激光放大器需要正确选择某些参数，尤其取决于激光放大器的可调范围。下面给出研究本发明的所需功能以及实现本发明必不可少的特征公式(波长的改变，自由光谱范围(FSR)，纵向重叠因数)。

波长的改变

下面的公式给出随相移层指数n的改变该器件波长λ的改变：

$\frac{\mathrm{\Δ\λ}}{\mathrm{\λ}}=\frac{m}{m+p+\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{L}_{\mathrm{pen}.i}\frac{n_{m.i}}{\mathrm{\λ}}}\·\frac{\mathrm{\Δn}}{n}$   公式(1)

其中：

m和p是表征下面说明的(尤其关于图2说明的)空腔中的各层的厚度的整数；

L_pen.i是波透入长度而n_m.i是所研究的第i个布拉格镜的平均指数(第一个布拉格镜的编号i等于1而第二个镜的编号i等于2)。

我们研究带有非常不同指数的材料并且从而透入长度短的介质布拉格镜情况。

从而式(1)可重写为：

$\frac{\mathrm{\Δ\λ}}{\mathrm{\λ}}=\frac{m}{m+p}\·\frac{\mathrm{\Δn}}{n}$   公式(2)

自由光谱范围

该结构的自由光谱范围(或FSR)由下式给出：

$\mathrm{FSR}=\frac{{\mathrm{\λ}}^2}{{2n}_{\mathrm{eff}}\·(L_{\mathrm{pen}.1}+L_{\mathrm{pen}.2}+L_{\mathrm{cav}})}$   公式(3)

其中L_cav和n_eff分别是该空腔形成的有效空腔的空腔长度和平均指数以及各个镜中的透入长度。

纵向重叠因数

最后，我们感兴趣的是表征位于各量子阱上的空腔内稳定场的大小的纵向重叠因数，从而我们可以表征各量子阱组成的作为激光发射基础的增益介质。很明显，该因数随相移层的指数的改变而改变并且以如下给出：

$\mathrm{\Γ}=\frac{\underset{\mathrm{cavity}}{\∫}\mathrm{QW}\left(z\right){\left|\stackrel{\→}{E}\left(z\right)\right|}^2\mathrm{dz}}{\underset{\mathrm{cavity}}{\∫}{\left|\stackrel{\→}{E}\left(z\right)\right|}^2\mathrm{dz}}$   公式(4)

其中E(Z)是Z方向(光束的纵轴)上的稳定场而QW(z)是一个在量子阱上等于1并且其它位置上为0的函数。

在整个空腔上进行该积分，包括进入镜的透入长度。

纳PDLC调制器

该光电器件由聚合物分散液晶(PDLC)混合物构成，S.Matsumoto在“Material Research Society Symposium Proceedig”(Vol.457，1997)中的“Nanosize fine droplets of liquid crystal for optical application”一文里对其做了具体说明。

纳PDLC液晶小滴的尺寸在100和200纳米之间，其和小滴尺寸为数微米的标准PDLC不同。

当不存在电场时，纳PDLC在所有方向上是各向同性的。但是，如果施加电场E，纳PDLC晶体各向同性地定向在和该电场垂直的平面中。

考虑到这些小滴相对于波长(约1550nm)的尺寸，在横向平面(即和该电场垂直的平面，电场方向和该器件产生和/或放大激光束的方向相同)中该材料就象各向同性材料一样，因此可以利用所施加的电压改变其指数。

纳PDLC的指数调制由下式给出：

Δn＝kE²    公式(5)其中E按V/μm表示而k是一个和小滴的尺寸及密度成比例的常数。对于等于1.716的ne以及对于等于1.513的no，k的值通常在10^-5和2×10^-4之间。在场为30V/μm下，有可能对等于2×10^-4的k获得大于12％而对10^-5的k达到0.6％的指数no的调制。如果对于空腔宽度l我们考虑和量子阱的宽度L相比非常大的光谱调制Δλ/λ，则给出如下的第一近似：

Δλ/λ＝Δn/n    公式(6)

得到的调谐度在0.6％和12％之间，其等同于对于等于1.513的指数no在1.55μm下9到180nm之间的波长改变Δλ。

如果我们把30V/μm的外加场以及光厚度为6λ的纳PDLC层作为例子，为了获得完整的波长范围只需要施加0伏和185伏之间的电压。

注意所使用的材料通常为：

-宏观上空间各向同性(尤其是0伏情况下纳PDLC情况)；或者

-横向平面中的单各向同性(即在和激光束传播轴垂直的平面)(例如，沿传播轴施加电场的纳PDLC情况)。

不能无限地增加电压；从而液晶重新定向的饱和效应限制该指数的变化范围。

制造依据本发明的激光放大器

现在参照图1给出和光纤11关联的可调激光放大器10的一种优选

实施例。

注意激光放大器10受到不同的电势，点14受到电势V1、V2…Vn(其中n可从1变到数百)并对另一个点15施加零电势。

激光放大器10和n条光纤连接。出于简明，图1只示出一条光纤11。

注意光纤在它的一端和激光放大器10合作并且它在它的另一端发出由激光放大器10发射的激光束。

光纤12通过光纤11借助泵16对激光放大器10供能。

依据本发明的第一变型，n等于1，只有一条光纤和器件10连接并且点14承受单个电势V。

图2以纵向剖面的形式图解地示出图1中所示的激光放大器的原理。

该激光放大器包括一个由二个DBR型镜封闭的空腔：

-八层的并且和透明基片27接触的第一介质镜21；以及

-七层的并且和透明基片28接触的第二介质镜20。

这二个镜20和21垂直于沿着其发射激光束的纵轴z(它们在横向平面中)。

通过第二镜20光泵激激光放大器。这还使得能通过适当的光器件(例如耦合微透镜)收集激光发射。

这样，这些镜计算出为：

-在1.55μm是高反射的(第二镜20的反射率为99.5％，第一镜21为99.8％)；以及

-在980nm是透明的(反射率小于5％)。

每个镜20和21中使用的材料指数假定为最低指数是1.47并且另一个指数为2.23。

该空腔按顺序地包括以下元件：

-和零电势连接的第一电极23；

-纳PDLC区25；

-一组以互相平行并且垂直于z轴的矩形组件形式的n个电极(出于简明只示出其中的三个电极241、242和243)(组件典型地具有大于20μm的长度和宽度以便能加电压施加到直径在10和20μm之间的空腔内；以及

-量子阱区22。

对电极241、242和243施加非零电势V1、V2和V3。

依据该第一变型实施例，用单个非零电势V下的电极替代这三个电极组241、242和243。

光厚度为6λ的纳PDLC区25(对于等于1.513的指数no其约为6.15μm厚)夹在电极23和ITO型电极241、242及243之间。可以认为每个平行于Z轴并且包含在电压分别为V₁、V₂、V₃的电极241、242、243和电极23之间的区25内的平行六面体形纳PDLC带受到分别等于E1、E2、E3的实际固定的电场(例如，电极242和电极23之间的带在图2中示成用虚线界定的带29)。从而，每个纳PDLC带有它自己的分别等于n₁、n₂和n₃的指数，并且可以利用单个器件独立地调谐到波长λ₁、λ₂和λ₃。这样，可以向和该器件关联的每条光纤发射波长准确的光束，其波长可根据对应电极应加的电势V_i独立于其它光束地予以调整。注意从而在图2中光纤11发送其波长通过电极242(其沿光束的传播轴和光纤11对齐)调整的激光束。

依据该第一变型实施例，整个纳PDLC区25受到等于E的几乎固定的场。在此情况下，该纳PDLC层具有单个指数并且调谐单个波长。

各电极足够细(几十纳米)，从而可把它们看成是透明的。

激活区是按光厚度为1.5λ、四元指数为1.18构成的，当指数等于3.33时其约为0.7μm。

激活区22包括多个当相移区的极化位于中行程距离时设置在腔内场的最大值上的量子阱(五个宽10nm各带有10nm的障的阱)。从而结果是周期性增益。

半导体/纳PDLC界面处的弱反射性提供一种避免消反射处理的措施，消反射处理会使结构复杂并且在相同的内腔长度和相移区下会减小纵向重叠因数。

但是，在一些实施例中可采用消反射处理。

在和激活区相同的一侧进行泵激。第二镜20保持和光纤11的接触，并且它的反射率小于第一镜21的反射率以促进结构中激活区所位于的一侧的发射从而减少纳PDLC区对泵激的吸收。通常，在进行发射的一侧上选择反射率较低的镜。

通过在以下之间作出折衷选择构成空腔的二个组成部分的相对厚度：

-激活厚度的合理值(即足够厚)以得到合理的重叠因数并且从而得到常规的激光阈；以及

-最大可能的相移区以得到最大可能的可调整范围。

选择总厚度足够小以得到和可调性一致的(即FSR大于可调波段)不带有跳模的FSR并得到可能的纳PDLC极化电压。根据前面提到的式(3)，FSR和空腔长度成反比。从而，由于空腔短FSR足够大。

以下参数表征激光放大器10：

-玻璃指数(基片)：1.5；

-高DBR指数：2.23；

-低DBR指数：1.47；

-四元指数：3.33；

-InGaAs指数(量子阱)：3.56；

-纳PDLC  no指数：1.513；

-p：3；

-m：12；

-DBR20的对数：7；

-DBR21的对数：8；

-k：5.5×10^-5；以及

-外加场：30V/μm。

制造器件的不同部分

图3A更准确地说明激光放大器10的隔离端而图4B说明该实施例。

该器件的隔离端(图2中的右部)的制造40需要几个步骤。

在第一步骤401期间，通过真空沉积把第一介质布拉格镜21沉积在光质玻璃板27上。

接着在步骤402中，沉积ITO薄层以形成极化该纳PDLC层的第一电极。

接着在步骤403期间，蚀刻该ITO层以产生可以独立极化的电极带(241、242、243)。这样，该步骤产生分立器件条并且更广义地提供制造分立器件阵列的手段。

接着在步骤404利用一个旋涂器沉积聚酰亚铵牺牲层(26)，其厚度控制在2％之内。

接着在步骤405中，选择性地蚀刻该层以留下随后用来使该部分和该激光放大器10的第二部分粘接的凸缘组，并且在内腔内留下厚度控制在2％之内的空间供填充纳PDLC。

图3B更全面地示出激光放大器10的从其发射激光束的一端并且图4C示出如何制造它。

该器件的该不隔离端(图2中的左部)需要几个步骤来制造41。

在第一步骤411期间，通过真空沉积把第二介质布拉格镜20沉积在光质玻璃板28上。

接着在步骤412期间通过再继续外延生长该器件的激活部分22。

接着在步骤413沉积ITO薄层以形成电极23。

图4A更全局地说明激光放大器10的制造。

在前二个步骤40和41期间，如参照图4B和4C所示那样制造该器件的二个部分。

然后在步骤42期间把如此制造的该器件的二个部分粘接在一起。

接着在步骤43期间，通过把这二个部分装配在一起形成的空腔填充以分散在液态聚合物中的液晶小滴为形式的纳PDLC，然后该聚合物被聚合。

注意在步骤42之后，每个液晶滴在一个平面中具有各向同性性质但是它的光指数在垂直方向上是不同的。尽管如此，该空腔宏观上是各向同性的。从而，该空腔不引入任何光极化。

对相移层厚度上的误差进行仿真，在规定误差不超过5％情况下，对厚度上的每百分之一的误差发现谐振波长上约1nm的差异。从而，调谐度上的损失为1纳米量级，和所考虑的频带相比可忽略它。这样，对于该器件的正确操作可忽略设想成小于2％的厚度误差(不考虑控制可调性的区域的指数(1.513)大于MEMS型结构的指数的这个事实(通过调制气隙达到可调谐能力))。

利用传播阵列产生方法对激光放大器10进行仿真。图5示出通过极化相移区以使发射以1.55μm为中心的该器件的反射频谱50。横坐标代表用纳米表示的波长，而纵坐标代表以强度表示的反射系数。

各峰值(其反射系数接近0)对应可由激光放大器10放大的波长。在1.55μm可观察到谐振峰值51。观察到FSR(自由光谱范围，如前面定义那样)(对应于与谐振峰值51关联的波长和与最近的谐振峰值52或53关联的波长之间的差)大于45nm。

图6示出作为纳PDLC层的指数的函数器件10的发射波长的改变60(在纵坐标上以纳米表达)。可观察到约为40nm的可调谐范围。从而，FSR(大于45nm)良好地和图6中示出的可调谐范围相容。

可观察到该可调谐度曲线实际上对于指数是线性的。所选择的指数的变化超过它的值的3％，其对应于k值等于5.5×10^-5，30V/μm的外加场以及1.513的纳PDLC指数。可观察到该情况中不存在跳模现象，这是由于该内腔的高FSR。对于相同的外加场，当假定式(6)有效并且不应用式5中给出的饱和区，当k从10^-5变化到2×10^-4时FSR从约9nm变化到180nm。

图7示出该器件的发射波长(在纵坐标上用纳米表示)作为极化电压(在横坐标上用伏表示)的函数的变化70。曲线70是在和前一张图中的曲线60相同的条件下计算的。小于185伏足以获得所需的可调谐范围。

图8示出腔内稳定场在用各自对应的指数表征的不同器件层内的强度的变化80。

可看出PDLC区25“消耗”一大部分强度，并且对应地减小重叠因数。如果该区的指数更低，该区中的强度更大，因为更密的最小值以及相同光厚度下的更大物理厚度造成甚至更小的约束因数。这清楚地证明该结构优于通过气区进行调谐的结构的优点。结果是当发射以1.55μm为中心时约束因数Γ等于0.005，而如果相移层如MEMS中那样由空气构成时所得到的值会为Γ＝0.0015。

很明显，本发明不受上面提到的示范实施例的限制。

尤其，业内人士可以在该激光放大器的结构、可变指数区的组成的形式上产生许多变型。

类似地，制造方法不受所说明的方法的限制，而是可以采用任何制造方法，只要它能够把激光器和最好沿着与光束(组)传播方向垂直的平面为各向同性的光电材料组合在一起并且能够沿着光束(组)的传播轴施加至少一个的电场。

本发明还可应用于其中可在激光器的二端进行发射和/或泵激的情况或者其中在激光器的一端完成泵激并在另一端完成发射的情况。

本发明还可等效地应用于其中光电区是由非纳PDLC的但其在横向平面中具有各向同性性质的材料的情况。

很明显，本发明还可应用于其中各电极的几何形状不同于所说明的几何形状(只要它们能施加平行于光束的传播轴的电场)和/或它们是由对激光束透明和半透明的但非ITO型的材料构成的情况。

本发明还可应用于其中激光放大器的其它部分和该所说明的实施例中的这些部分，尤其是激活区或各端，不同的情况。尤其，可以用和玻璃光纤或基片的材料不同的材料制造该各端，并且尤其在经其完成激光发射的一端(或二端)该材料应是透明或准透明的，而且如果适用的话该材料端也可完成泵激。

例如，依据本发明，布拉格镜不必必须是介质DBR，它们也可等同良好地是半导体DBR。

本发明还可不仅应用于其中该器件直接和一条或者数条光纤(这样该器件足够靠近光纤从而可忽略空气衍射效应)连接或者与带有一个由一个或数个准直管的接口(以光网络或者耦合透镜为形式)连接的情况，而且还可应用于任何其它激光束传输媒体，尤其是自由大气，的情况(在此情况下，可采用一个按给定角略偏移的准直光泵并且在透入到该器件之前经过一个准直微透镜；还可以采用利用极化泵极化的缓冲管或者任何其它可把光泵引入到该器件中的解决办法)。

本发明不限于对空腔光泵激的情况。它还可应用于通过另一个电极对空腔电泵激的情况。具体地，该电极可位于激光发射端处的DBR和量子阱组之间。利用对这些量子阱施加电压添加的能量也是电气上的，从而不必使用可能昂贵的激光泵。如果器件利用电泵激，一个空腔定义步骤是必需的，例如通过质子植入(定义空腔周围的隔离区)或者通过选择性地氧化该器件的一层以留下未氧化的材料隔环。

本发明应用于电信领域(尤其用于低速或高速传输数据，多模光纤上的数据传输，等等)并且还可应用于其它使用激光束的领域。

Claims (16)

1.一种纵向空腔激光放大器，

其特征在于在所述空腔(25)内它包括至少一个用来调谐所述激光放大器的波长(λ)的光电元件，所述光电元件中的至少一个由横向平面中的各向同性材料构成。

2.根据权利要求1的可调纵向空腔激光放大器，其特征在于它还包括根据施加到所述激光放大器(10)的至少一个电压(V₁、V₂、V_m)向所述光电元件施加可变电场的装置(23、241、242、243、15、14)。

3.根据权利要求1或2的激光放大器，其特征在于每个所述至少一个光电元件是整体地由横向面中的各向同性材料制成的。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求的激光放大器，其特征在于所述光电元件中的至少一个由纳PDLC型材料构成。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求的激光放大器，其特征在于它起放大器的作用。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求的激光放大器，其特征在于它起产生至少一条激光束的激光器的作用。

7.根据权利要求1至6中任一权利要求的激光放大器，其特征在于它包括能将所述至少一个电场施加到所述光电元件(组)上的并且能使光束穿过的透明或半透明电极(23、241、242、243)。

8.根据权利要求7的激光放大器，其特征在于所述电极为ITO型。

9.根据权利要求1至8中任一权利要求的激光放大器，其特征在于它还包括至少一个能使所述空腔电泵激的电极。

10.一种器件阵列，其特征在于所述阵列包括至少两个根据权利要求1至9中任一权利要求的激光放大器。

11.根据权利要求10的器件阵列，其特征在于所述阵列的每个激光器包括施加用来调谐和所述激光器关联的波长的电场的装置，从而所述阵列可调谐数个波长。

12.一种高速电信系统，其特征在于它包括至少一个根据权利要求1至9中任一权利要求的并且和至少一条光纤(11)协同操作的激光放大器(10)，其中光纤用于发送由所述激光放大器发射的至少一条光束。

13.一种制造纵向空腔激光放大器的方法，其特征在于包括：

-制造包含至少一个第一电极的所述激光放大器的第一部分的步骤(40)；

-制造包含至少一个第二电极的所述激光放大器的第二部分的步骤(41)；

-制造其本身是通过装配第一和第二部件的子步骤得到的空腔的步骤(42)；以及

-用至少一个光电元件填充该空腔的步骤。

14.根据权利要求13的方法，其特征在于它还包括在所述激光器的所述部分中的至少一个部分上沉积(404)一个用于所述装配和用于所述填充的元件的步骤。

15.根据权利要求13或14的方法，其特征在于，所述光电元件中的至少一个由横向面中各向同性的材料构成。

16.根据权利要求13至15中任一权利要求的方法，其特征在于，所述光电元件中的至少一个由纳PDLC型材料构成。

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