为了设计新型基于椭圆形反射镜面的扇形半导体微环激光器，采用光线追迹和有限时域差分的方法进行了理论分析和设计仿真。与普通的三角形环形腔相比，由于引入了椭圆形反射镜面，使得这种新型的微腔的镜面反射损耗极低，仅为1%，功率传输率为93%，Q值极高，在1576.36nm谐振波长处,Q值达到了23318.6。结果表明，这种新型的微环激光器有利于实现方向双稳态，并可进一步用于全光信号处理领域。
激光器 微环激光器 椭圆形谐振腔 三角形环形腔 有限时域差分 光线追迹 lasers micro-ring laser elliptical cavity triangular ring cavity finite difference time domain ray-tracing
1 天津大学电子信息工程学院, 天津 300072
2 中国电子科技集团公司第13研究所, 河北 石家庄 050051
3 天津工业大学信息与通信工程学院, 天津 300160
由于半导体微环激光器(SML)具有波长转换、可调谐和光学双稳态等特点，因此成为全光逻辑和全光存储领域的研究热点。在分析背散射耦合系数与SML工作区域（双向连续波、双向交替振荡和单向双稳态）的基础上，优化设计了环形谐振腔的结构参数和工艺流程，研制出一种低阈值、直接进入单向双稳态工作的InP基微环激光器。测试结果表明，激光器的中心激射波长为1569.65 nm，阈值电流为56 mA，当驱动电流超过阈值电流后，器件可不经过双向工作区直接进入单向双稳态，降低了双稳态工作的电流和功耗，非常适合用作光随机存储器单元。
激光器 光学微腔 微环激光器 低阈值 单向双稳态 磷化铟
