一種可調激光器及制備方法與流程

本發明涉及光纖通信領域，尤其涉及一種波長可調的激光器及制備方法。

背景技術：

在光通信領域，可調激光器(tunablelaser，簡稱tl)指的是輸出波長可在一定范圍內進行調節的激光器。可調激光器主要應用于相干調制光傳輸，而相干調制已經成為100g及以上速率長途光傳輸的業界主流方案。隨著對帶寬持續增長的需求驅動，市場規模持續快速增長，對可調光激光器的尺寸、成本、性能、可靠性等方面提出了更高的要求。單片集成可調激光器具有體積小、集成度高等優點，因此成為當前光通信領域的主流技術。

可調激光器可以大體上通過增益區與磷化銦(indiumphosphide，簡稱inp)襯底上的無源區對接制造。增益區一般為多量子阱(multiplequantumwell，簡稱mqw)，而無源區主要包括反射鏡(例如，分布布拉格反射器(distributedbraggreflector，簡稱dbr))和相位區段。波長調諧是通過調諧dbr區段的折射率來實現。調諧機制主要包含電流注入調諧和通過局部加熱層的熱調諧兩種。熱調諧具有比電流注入調諧更低的調諧損耗，因此會帶來更窄的激光器線寬，可以滿足高速光傳輸網絡對于激光器窄線寬的需求。但在相似的波長范圍上，熱調諧技術的功耗要大大地超過電流注入調諧的功耗。

簡言之，熱調諧技術可以得到更窄的激光器線寬，符合高速光傳輸網絡的要求，但存在調諧組件功耗過大的問題。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供了一種熱調諧的波長可調激光器及其制備方法，所述可調激光器具有更高的熱調諧效率以及更低的功耗。

第一方面，提供一種熱調諧的波長可調激光器，包括：加熱層，反射鏡，傳輸層，支撐層和襯底層，其中，所述加熱層，位于所述傳輸層的上方；所述傳輸層，位于所述支撐層上方，從上到下包括上包層，波導層和下包層；所述反射鏡，位于所述傳輸層中；所述支撐層，位于所述傳輸層和所述襯底層之間，具有保護結構，所述保護結構與所述傳輸層和所述襯底層一起形成中空結構， 所述中空的部分具有支撐結構；所述襯底層，位于所述支撐層的下方。

其中，所述加熱層提供的熱量在經過所述反射鏡后，部分熱量將經由所述傳輸層，支撐層和襯底層逐漸散失掉，由于所述支撐層具有中空的結構，在中空部分只有所述支撐結構存在，大部分都是空隙，因此大量熱量被所述空隙隔絕，使作用于所述反射鏡的熱量增多，提高了熱調諧效率。

結合第一方面，在第一方面的第一種可能的實現方式中，沿第一方向，所述支撐結構與所述保護結構之間具有空隙，所述第一方向為光在波導層中的傳輸方向，所述空隙可以起到隔熱效果。

結合第一方面或第一方面的第一種可能的實現方式，在第一方面的第二種可能的實現方式中，沿第二方向，所述支撐結構與所述保護結構之間具有空隙，所述第二方向垂直于光在波導層中的傳輸方向，所述空隙可以起到隔熱效果。

結合第一方面的第二種可能的實現方式，在第一方面的第三種可能的實現方式中，所述支撐結構的數量大于或等于一個。

結合第一方面，在第一方面的第四種可能的實現方式中，所述反射鏡，位于所述傳輸層中上包層的下半部分，或所述下包層的上半部分，或在上包層和波導層中各存在一部分，或在下包層和波導層中各存在一部分，用于調節所述激光器發射光的波長。

結合第一方面，在第一方面的第五種可能的實現方式中，所述傳輸層還包括：第一阻擋層，位于所述下包層的下方，可以避免所述傳輸層被刻蝕劑刻蝕。

結合第一方面，在第一方面的第六種可能的實現方式中，所述襯底層還包括：第二阻擋層，位于所述襯底材料層上方，用于避免所述襯底層被刻蝕劑刻蝕；襯底材料層，位于所述第二阻擋層下方，用于為激光器芯片提供機械支撐。

結合第一方面，在第一方面的第七種可能的實現方式中，所述傳輸層還包括：介質層，位于所述上包層上方，用于避免所述加熱層中的電流滲入所述傳輸層。

結合第一方面，在第一方面的第八種可能的實現方式中，沿第一方向，包含反射鏡部分的傳輸層與兩側傳輸層材料具有空隙，形成懸空結構，所述懸空結構下方具有所述支撐結構；所述空隙在反射鏡沿第一方向的長度范圍內，將所述懸空結構和所述兩側傳輸層材料完全隔離開，使所述懸空結構和所述兩側 傳輸層材料無連接，其中，所述第一方向為光在波導層中的傳輸方向。

由于所述空隙在反射鏡沿第一方向的長度范圍內，將所述懸空結構和所述兩側傳輸層材料完全隔離開，使得所述加熱層提供的熱量在所述反射鏡的水平方向的散失減小，進一步提高了熱調諧效率。

結合第一方面，在第一方面的第九種可能的實現方式中，沿第一方向，包含反射鏡的部分傳輸層與兩側傳輸層材料具有空隙，形成懸空結構，所述懸空結構下方具有所述支撐結構；所述空隙在反射鏡沿第一方向的長度范圍內，將所述懸空結構和所述兩側傳輸層材料部分隔離開，使所述懸空結構和所述兩側傳輸層材料具有一個或多個連接結構，在提高熱調諧效率的同時，保證芯片具有較高的機械強度。其中，所述第一方向為光在波導層中的傳輸方向，所述第二方向垂直于光在波導層中的傳輸方向。

結合第一方面或第一方面的第八種或第九種可能的實現方式，在第一方面的第十種可能的實現方式中，所述懸空結構沿第一方向具有寬窄不一的寬度。

結合第一方面的第十種可能的實現方式，在第一方面的第十一種可能的實現方式中，所述懸空結構更寬的部分下方具有所述支撐結構，所述懸空結構更窄的部分下方不具有所述支撐結構，所述支撐結構為所述懸空結構提供從下往上的支撐。

結合第一方面的第十種可能的實現方式，在第一方面的第十二種可能的實現方式中，所述懸空結構更寬的部分下方具有體積大的支撐結構，所述懸空結構更窄的部分下方具有體積小的支撐結構，相比第十種可能的實現方式，本實現方式具有更多的支撐結構，機械強度更大。

結合第一方面的第十種可能的實現方式，在第一方面的第十三種可能的實現方式中，所述懸空結構沿第一方向的寬度，要大于或等于所述反射鏡沿第一方向的寬度，所述懸空結構要包含所述反射鏡，讓更多熱量作用于所述反射鏡，提高熱調諧效率。

第二方面，提供了一種熱調諧的波長可調激光器的制備方法，包括：生長出帶有多層材料的基底，所述多層基底包括傳輸層，支撐層和襯底層，其中，所述傳輸層，位于所述支撐層上方，從上到下包括上包層，波導層和下包層，在所述傳輸層中還存在反射鏡；所述支撐層，位于所述傳輸層和所述襯底層之間；所述襯底層，位于所述支撐層的下方；在所述傳輸層上方沉積加熱層；采 用第一刻蝕劑刻蝕所述支撐層，讓所述支撐層形成保護結構，所述保護結構與所述傳輸層和所述襯底層一起形成中空結構，所述中空的部分具有支撐結構。

其中，所述加熱層提供的熱量在經過所述反射鏡后，部分熱量將經由所述傳輸層，支撐層和襯底層逐漸散失掉，由于所述支撐層被所述第一刻蝕劑刻蝕成中空的結構，在中空部分只有所述支撐結構存在，大部分都是空隙，因此大量熱量被所述空隙隔絕，使作用于所述反射鏡的熱量增多，提高了熱調諧效率。

結合第二方面，在第二方面的第一種可能的實現方式中，在所述傳輸層中存在反射鏡，具體包括：在所述上包層的下半部分存在反射鏡，或所述下包層的上半部分存在反射鏡，或在上包層和波導層中各存在一部分反射鏡，或在下包層和波導層中各存在一部分反射鏡，用于調節所述激光器的輸出波長。

結合第二方面，在第二方面的第二種可能的實現方式中，在所述傳輸層中還包括第一阻擋層，具體包括：在所述傳下包層下方存在第一阻擋層，其中，所述第一阻擋層與所述第一刻蝕劑不發生刻蝕反應，或發生刻蝕反應但反應速率低于所述支撐層與所述第一刻蝕劑的刻蝕反應速率，起到保護所述傳輸層免受第一刻蝕劑刻蝕的作用。

結合第二方面，在第二方面的第三種可能的實現方式中，在所述襯底層中還包括第二阻擋層和襯底材料層，具體包括：所述第二阻擋層位于所述襯底材料層的上方，與所述第一刻蝕劑不發生刻蝕反應，或發生刻蝕反應但反應速率低于所述支撐層與所述第一刻蝕劑的刻蝕反應速率，起到保護所述襯底層免受第一刻蝕劑刻蝕的作用。

結合第二方面，在第二方面的第四種可能的實現方式中，在所述傳輸層上方沉積加熱層之前，還包括：在所述上包層上方生長介質層，所述介質層采用絕緣材料，可以防止所述加熱層的電流滲入所述傳輸層中。

結合第二方面的第二種可能的實現方式，在第二方面的第五種可能的實現方式中，在采用第一刻蝕劑刻蝕所述支撐層之前，所述制備方法還包括：采用第二刻蝕劑，將所述反射鏡沿第一方向的兩側傳輸層材料完全刻蝕掉，露出所述第一阻擋層，其中，所述第二刻蝕劑與所述第一阻擋層不發生刻蝕反應，或發生刻蝕反應但反應速率低于所述第二刻蝕劑與所述傳輸層的刻蝕反應速率，所述第一方向為光在波導層中的傳輸方向；

采用光刻技術，在所述第一阻擋層上形成圖形區域，并采用第三刻蝕劑將 所述第一阻擋層的圖形區域刻蝕掉，露出所述支撐層，所述包含反射鏡部分的傳輸層將形成由底部支撐結構支撐的懸空結構，其中，所述第三刻蝕劑不與所述傳輸層和所述支撐層發生刻蝕反應，或發生刻蝕反應但反應速率低于所述第三刻蝕劑與所述第一阻擋層的刻蝕反應速率。

結合第二方面的第二種可能的實現方式，在第二方面的第六種可能的實現方式中，在采用第一刻蝕劑刻蝕所述支撐層之前，所述制備方法還包括：采用第二刻蝕劑將所述反射鏡沿第一方向的兩側傳輸層材料部分刻蝕掉，露出所述第一阻擋層，其中，所述第二刻蝕劑與所述第一阻擋層不發生刻蝕反應，或發生刻蝕反應但反應速率低于所述第二刻蝕劑與所述傳輸層的刻蝕反應速率，所述第一方向為光在波導層中的傳輸方向；

采用光刻技術，在所述第一阻擋層上形成圖形區域，并采用第三刻蝕劑將所述第一阻擋層的圖形區域刻蝕掉，露出所述支撐層，所述包含反射鏡部分的傳輸層將形成由底部支撐結構和水平支撐結構共同支撐的懸空結構，其中，所述第三刻蝕劑不與所述傳輸層和所述支撐層發生刻蝕反應，或發生刻蝕反應但反應速率低于所述第三刻蝕劑與所述第一阻擋層的刻蝕反應速率。

結合第二方面的第五種或第六種可能的實現方式，在第二方面的第七種可能的實現方式中，沿第一方向，所述圖形區域具有寬窄不一的寬度。

本發明提供的熱調諧的波長可調激光器，包括：加熱層，反射鏡，傳輸層，支撐層和襯底層。其中，所述加熱層，位于所述傳輸層的上方；所述傳輸層，位于所述支撐層上方，從上到下包括上包層，波導層和下包層；所述反射鏡，位于所述傳輸層中；所述支撐層，位于所述傳輸層和所述襯底層之間，具有保護結構，所述保護結構與所述傳輸層和所述襯底層一起形成中空結構，所述中空的部分具有支撐結構；所述襯底層，位于所述支撐層的下方。其中，所述加熱層提供的熱量在經過所述反射鏡后，部分熱量將經由所述傳輸層，支撐層和襯底層逐漸散失掉，由于所述支撐層具有中空的結構，在中空部分只有所述支撐結構存在，大部分都是空隙，因此大量熱量被所述空隙隔絕，使作用于所述反射鏡的熱量增多，可以提高熱調諧效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述 中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示出一種典型的熱調諧激光器的平面示意圖；

圖2示出圖1中沿1-1或2-2位置的熱調諧激光器截面圖；

圖3示出采用水平支撐結構的熱調諧激光器的懸空結構俯視圖；

圖4示出本發明一種實施例的熱調諧激光器截面圖；

圖5示出本發明另一種實施例的熱調諧激光器截面圖；

圖6示出本發明另一種實施例的熱調諧激光器截面圖；

圖7示出本發明另一種實施例的懸空結構的俯視圖；

圖8示出實現本發明懸空結構的一種可能的制備工藝步驟；

圖9示出圖7中沿2-2位置的截面圖；

圖10示出本發明另一種實施例的懸空結構的俯視圖；

圖11示出圖10中沿3-3位置的截面圖；

圖12示出本發明另一種實施例的懸空結構的俯視圖；

圖13示出本發明另一種實施例的懸空結構寬度較小處的截面圖；

圖14示出本發明另一種實施例的懸空結構寬度較大處的截面圖。

具體實施方式

首先應理解，盡管下文提供一項或多項實施例的說明性實施方案，但所公開的系統和/或方法可使用任何數目的技術來實施，無論該技術是當前已知還是現有的。本發明決不應限于下文所說明的說明性實施方案、附圖和技術，包括本文所說明并描述的示例性設計和實施方案，而是可在所附權利要求書的范圍以及其等效物的完整范圍內修改。

產生激光的三個條件是：實現粒子數反轉、滿足閾值條件和諧振條件。產生激光的首要條件是粒子數反轉，在半導體中就是要把價帶內的電子抽運到導帶，為了獲得粒子數反轉，通常采用重摻雜的p型和n型材料構成pn結，這樣，在外加電壓作用下，在結區附近就出現了粒子數反轉，在高費米能級中貯存著電子，而在低費米能級中貯存著空穴，當然還有很多其它產生粒子數反轉的方法。實現粒子數反轉是產生激光的必要條件，但不是充分條件，要產生激光， 還要有損耗極小的諧振腔，諧振腔的主要部分是兩個互相平行的反射鏡，受激輻射光在兩個反射鏡之間來回反射，不斷引起新的受激輻射，使受激輻射光不斷被放大。只有受激輻射放大的增益大于激光器內的各種損耗，即滿足一定的閾值條件才能在輸出端產生加強干涉，輸出穩定激光。諧振條件指的是諧振腔的長度和折射率確定以后，只有特定頻率的光才能形成光振蕩，輸出穩定的激光，這說明諧振腔對輸出的激光有一定的選頻作用。

可調激光器通常由inp襯底上的增益區和無源區對接而成，其平面示意圖如圖1所示，包括前反射鏡110，增益區120，相位調節區130和后反射鏡140。其中，增益區120的禁帶寬度較低，當受到電注入時，將電能轉化為光能，從而提供增益；無源區在結構上主要包括反射鏡，無源區的禁帶寬度比激光波長的光子能量更高，對激光的吸收小，因此能提供很低的吸收損耗。為了覆蓋整個c波段(約35nm范圍)，通常會利用兩個反射鏡的“瓦尼爾效應”組成反射腔，由于兩個反射鏡通常位于增益區的前面和后面，所以通常被分別被稱為前反射鏡110和后反射鏡140，可以認為兩個反射鏡是等價的，名稱可以互換。此外，無源區還可以包含一個相位調節區130，用于對諧振腔內的有效光程進行細調從而改變激光器輸出波長。

可調激光器的兩個反射鏡都有梳狀反射光譜，具有多個反射峰，反射峰是可以調節的，通過調節反射峰可以調節激光器的輸出波長。現有的調節機制主要包含電流注入調諧和通過局部加熱的熱調諧兩種，其中，熱調諧可以滿足高速光傳輸網絡對激光器窄線寬的要求，應用非常廣泛，但存在功耗高的問題，亟需解決。

圖2是圖1中沿1-1或2-2位置的熱調諧激光器截面圖。從上到下依次包括：加熱層221，介質層210，inp上包層222，反射鏡223，波導層224，inp下包層225，inp緩沖層230和inp襯底層240。其中，所述加熱層221用于給反射鏡223提供熱量，可以采用加熱電阻，電流流經加熱電阻，就可以改變所述加熱電阻的溫度；所述介質層210在所述加熱層221和所述inp上包層222之間，用于防止所述加熱層221的電流泄漏到所述inp上包層222中；所述inp上包層222，波導層224和inp下包層225位于所述介質層210和所述inp緩沖層之間，用于為光信號提供低損耗的傳輸通道；所述反射鏡223位于所述inp上包層222中，用于調諧光信號的波長；所述inp緩沖層230位于所述inp下 包層225和所述inp襯底層240之間，用于提供質量更好的inp材料，為其它層材料提供更好的材料基礎；所述inp襯底層240位于所述inp緩沖層230下方，用于提供機械支撐。

在相似的波長調節范圍上，加載在所述加熱層221兩端的功率(即功耗)越小，意味著熱調諧效率越高，所述激光器200的整體功耗也就越低。如圖2中箭頭所示，所述加熱層221被加熱后溫度升高，所述熱量201依次通過所述介質層210、所述inp上包層222傳導至所述反射鏡223。然而，所述熱量201將繼續向下傳播至所述波導層224、下包層225、緩沖層230甚至到襯底層240，同時，也有部分所述熱量201向所述反射鏡223兩側水平傳播。這些所述熱量201都被耗散掉了，并沒有起到改變所述反射鏡223溫度的作用。所述熱量201被耗散流失，這正是熱調諧機制功耗較高的重要原因。

利用懸空結構形成熱隔離，是防止熱量流失、將熱量集中在反射鏡區域的一個有效辦法。在實際制作過程中，被懸空區域需要與芯片其它區域連接形成支撐，不能完全與芯片脫離連接，否則就會塌陷或遭到破壞。現有的制作懸空結構的技術方案可以概括為水平支撐結構方案，采用該方案的激光器反射鏡區域的俯視圖如圖3所示。其關鍵在于，在反射鏡310兩側分布著不連續的窗口區域320。在芯片制備工藝中，通過光刻技術和采用刻蝕劑刻蝕，可以將所述窗口區域320的材料層刻蝕掉，而保證其它區域的材料不被刻蝕。

圖4示出本發明一種實施例的熱調諧激光器截面圖。所述激光器400包括：加熱層410，傳輸層420，反射鏡430，支撐層440和襯底層450。其中，所述加熱層410位于所述傳輸層420的上方，可以是加熱電阻等器件，用于給所述反射鏡430提供熱量。

所述傳輸層從上到下包含上包層421，波導層422和下包層423，所述上包層421和下包層423用于將光信號能量限制在所述波導層422中，所述波導層422用于為光信號提供低損耗的傳輸通道。

具體的，所述上包層421和下包層423可以采用inp材料，所述波導層422可以采用磷化銦鎵砷(indiumgalliumarsenidephosphide，簡稱ingaasp)，inp材料的折射率比ingaasp要低，因此光在所述波導層422中傳播時會形成全反射，可以減少光的能量散失。

所述反射鏡430位于所述上包層421的下半部分或者所述下包層423的上 半部分，用于調諧光信號的波長。

具體的，所述反射鏡430可以為dbr，所述dbr可以通過吸收熱量，引起自身折射率的變化，改變反射出去的光信號的波長，所述反射鏡430可以為前反射鏡和/或后反射鏡，本發明實施例對此不做限定。

所述支撐層440位于所述傳輸層420和所述襯底層450之間，具有保護結構441，所述保護結構與所述傳輸層420和所述襯底層450一起形成中空結構，所述中空的部分具有支撐結構442。

所述襯底層450，位于所述支撐層440下方，起到為整個芯片提供機械支撐的作用。

其中，所述加熱層410提供的熱量在經過所述反射鏡430后，部分熱量將經由所述傳輸層420，所述支撐層440和所述襯底層450逐漸散失掉，由于所述支撐層具有中空的結構，在中空部分只有所述支撐結構442存在，大部分都是空隙443，因此大量熱量被所述空隙443隔絕，使作用于所述反射鏡430的熱量增多，提高了熱調諧效率。

應理解，構成所述激光器各部分的材料及器件并不局限于上述例子中提到的，任何可以起到類似作用的材料都可以采用，本發明實施例對此不做限定。

可選地，作為另一個實施例，所述傳輸層還包括介質層，所述介質層位于所述上包層421上方，用于防止所述加熱層410的電流滲入所述上包層421中，所述介質層可以采用絕緣材料，具體地，所述介質層可以采用二氧化硅(silicondioxide，簡稱sio2)，氧化鋁(aluminumoxide，簡稱al2o3)等絕緣材料。

圖5示出本發明另一種實施例的熱調諧激光器截面圖。所述激光器500同樣包含：加熱層410，介質層510，傳輸層420，反射鏡430，支撐層440和襯底層450；所述激光器500的基本結構與圖4所示激光器400基本一致，其區別在于，沿第一方向，包含反射鏡部分的傳輸層與兩側傳輸層材料具有空隙424，形成懸空結構425；所述空隙424在反射鏡沿第一方向的長度范圍內，將所述懸空結構425和所述兩側傳輸層材料完全隔離開，并與所述支撐層的空隙443連通，讓所述懸空結構425依靠底部的所述支撐結構442提供支撐。其中，所述第一方向為光在波導層中的傳輸方向。

需要說明的是，所述懸空結構425的數量可以為一個，其包含的反射鏡為 前反射鏡或者后反射鏡中的任意一個；數量也可以為兩個，其中一個包含前反射鏡，另一個包含后反射鏡，本發明實施例對此不做限定。

具體的，所述懸空結構425在水平方向上使所述反射鏡430沿第一方向與兩側傳輸層材料隔離開，同時在垂直方向上也與所述襯底層450材料有較好地隔離，可以減少熱量的散失，提高熱調諧效率。實驗結果表明，本實施例的方案比沒有懸空結構的熱調諧激光器的熱調諧效率提高2.5倍，比水平支撐的懸空結構方案的熱調諧效率提高將近一倍。

圖6示出本發明另一種實施例的熱調諧激光器截面圖。所述激光器600與圖5所示激光器相同的部分采用同樣的編碼，所述激光器600與圖5所示激光器的區別在于：

所述傳輸層420還包括第一阻擋層426，位于所述下包層423的下方，用于保護所述傳輸層420免受刻蝕劑刻蝕；

所述襯底層還包括：第二阻擋層451，襯底材料層452；其中，所述第二阻擋層451位于所述襯底材料層452上方，用于保護所述襯底層450免受刻蝕劑刻蝕；所述襯底材料層452，位于所述第二阻擋層451下方，為整個芯片提供機械支撐。

圖7示出本發明另一種實施例的懸空結構的俯視圖。從圖中可以看出，所述懸空結構425沿第一方向具有不同的寬度，在1-1位置的寬度與所述反射鏡430的寬度一致，明顯小于在2-2位置的寬度，其中，所述第一方向為光在波導層中的傳輸方向。

所述懸空結構425沿第一方向的兩側具有窗口區域710，所述窗口區域710可以分為第一窗口區域711和第二窗口區域712，其中，所述窗口區域710是所述傳輸層的空隙424在俯視圖上的形狀，用于提供注入刻蝕劑的通道，所述第一方向為光在波導層中的傳輸方向。

應理解，所述窗口區域710的形狀并不局限于圖7中的形式，例如，所述窗口區域710的邊緣可以為直角、銳角或鈍角的形狀，也可以為弧形、正余弦等不同形狀，本發明實施例對此不做限定。

本發明另一實施例提供一種懸空結構的制備方法，如圖8所示，該方法可以包括：

810，生長出帶有多層材料的基底，所述多層基底包括傳輸層，支撐層和襯底層。

其中，所述傳輸層，位于所述支撐層上方，從上到下包括上包層，波導層和下包層，在所述傳輸層中還存在反射鏡；所述支撐層，位于所述傳輸層和所述襯底層之間；所述襯底層，位于所述支撐層的下方。

820，在所述傳輸層中沉積加熱層410。

830，采用第一刻蝕劑刻蝕所述支撐層440。

其中，采用第一刻蝕劑刻蝕所述支撐層，讓所述支撐層形成保護結構，所述保護結構與所述傳輸層和所述襯底層一起形成中空結構，所述中空的部分具有所述支撐結構442。

具體的，所述第一刻蝕劑可以通過任意可能的方式注入到所述支撐層440，本發明實施例對此不做限定。

可選地，作為另一個實施例，在所述傳輸層420中還包括第一阻擋層426，具體包括：在所述下包層下方存在第一阻擋層426，其中，所述第一阻擋層426與所述第一刻蝕劑不發生刻蝕反應，或發生刻蝕反應但反應速率低于所述支撐層與所述第一刻蝕劑的刻蝕反應速率，可以避免所述傳輸層被第一刻蝕劑刻蝕。

可選地，作為另一個實施例，所述襯底層450包含第二阻擋層451和襯底材料層452，具體包括：所述第二阻擋層451位于所述襯底材料層452的上方，與所述第一刻蝕劑不發生刻蝕反應，或發生刻蝕反應但反應速率低于所述支撐層440與所述第一刻蝕劑的刻蝕反應速率，可以避免所述襯底層被第一刻蝕劑刻蝕。

具體的，所述第一阻擋層426和所述第二阻擋層451的材料可以采用inp，所述支撐層440的材料可以采用砷化銦鋁(indiumaluminumarsenide，簡稱inalas)，所述第一刻蝕劑可以是鹽酸(hydrochloricacid，簡稱hcl)和水的混合溶液。所述鹽酸和水的混合溶液與所述支撐層440的材料inalas有刻蝕反應，與inp材料不會發生刻蝕反應。

進一步地，在所述傳輸層上方沉積所述加熱層410之前，還包括：在所述上包層上方生長介質層，所述介質層采用絕緣材料，用于隔離所述加熱層410與其它層的電流串擾。

可選地，作為另一個實施例，在步驟830之前，所述制備方法還包括：采用第二刻蝕劑，將所述反射鏡430沿第一方向的兩側傳輸層420材料完全刻蝕掉，露出所述第一阻擋層426，其中，所述第二刻蝕劑與所述第一阻擋層426不發生刻蝕反應，或發生刻蝕反應但反應速率低于所述第二刻蝕劑與所述傳輸層420的刻蝕反應速率，所述第一方向為光在波導層中的傳輸方向；

采用光刻技術，在所述第一阻擋層426上形成圖形區域，并采用第三刻蝕劑將所述第一阻擋層426的圖形區域刻蝕掉，露出所述支撐層，讓包含反射鏡430部分的傳輸層420形成由底部支撐結構442支撐的懸空結構425，其中，所述第三刻蝕劑不與所述傳輸層420和所述支撐層440發生刻蝕反應，或發生刻蝕反應但反應速率低于所述第三刻蝕劑與所述第一阻擋層426的刻蝕反應速率。

可選地，作為另一個實施例，在步驟830之前，所述制備方法還包括：采用第二刻蝕劑，將所述反射鏡410沿第一方向的兩側傳輸層420材料部分刻蝕掉，露出所述第一阻擋層426，其中，所述第二刻蝕劑與所述第一阻擋層426不發生刻蝕反應，或發生刻蝕反應但反應速率低于所述第二刻蝕劑與所述傳輸層420的刻蝕反應速率，所述第一方向為光在波導層中的傳輸方向；

采用光刻技術，在所述第一阻擋層426上形成圖形區域，并采用第三刻蝕劑將所述第一阻擋層426的圖形區域刻蝕掉，露出所述支撐層，讓所述包含反射鏡430部分的傳輸層420形成由底部支撐結構442和水平支撐結構共同支撐的懸空結構425，其中，所述第三刻蝕劑不與所述傳輸層和所述支撐層420發生刻蝕反應，或發生刻蝕反應但反應速率低于所述第三刻蝕劑與所述第一阻擋層426的刻蝕反應速率。

具體的，所述圖形區域可以為所述第一刻蝕劑注入所述支撐層440的通道，其形狀可以與所述窗口區域710的形狀一致。

由于在相同時間內，所述材料被刻蝕劑刻蝕的長度和深度是一定的，因此當所述懸空結構425較窄處的下方支撐層440材料已經被刻蝕完畢形成懸空時，所述懸空結構425較寬處的下方支撐層440材料還沒有被完全刻蝕，會在所述懸空結構425下方會留下部分材料，形成所述支撐結構442，為所述懸空結構425提供來自于底部的支撐。

圖9是圖7中沿2-2位置的截面圖。從圖中可以看出，所述懸空結構425水平方向的材料被完全刻蝕掉，但下方會留下部分材料，形成所述支撐結構442， 為所述懸空結構425提供支撐。由于所述懸空結構425僅與底部的所述支撐結構442有連接，熱量散失少，故所述激光器的熱調諧效率更高。

應理解，所述支撐結構442的數量可以是一個，也可以是多個；形狀可以是矩形、柱形、梯形等各種形狀，本發明對此均不作限定。

可選地，作為另一個實施例，所述懸空結構425沿第一方向，與兩側的傳輸層420材料有部分連接，如圖10所示。圖10示出了本實施例的懸空結構425的俯視圖，從圖中可以看出，在1-1位置，所述懸空結構425沿第一方向的寬度較小；在2-2位置，所述懸空結構425沿第一方向的寬度較大；而3-3位置是所述窗口結構710的間隙，不會被刻蝕劑刻蝕。刻蝕過程在前面的實施例中已經介紹過，在此不再贅述。

由于存在例如3-3位置的窗口間隙，故水平方向的材料并沒有被完全刻蝕。圖11是圖10中3-3位置的截面圖，其中所述懸空結構425的特征在于：所述支撐部分不僅包括底部的支撐結構442，還包括側面的支撐結構1110，更多的支撐結構，可以提供更高的機械強度。

應理解，本實施例中所述窗口區域710的形狀不限于圖10的樣式，還可以有其他的形式，例如，所述窗口區域710比所述反射鏡430在第一方向上的長度要短，所述短的部分對應的水平方向材料就不會被刻蝕掉，可以形成水平方向的支撐。

可選地，作為另一個實施例，所述懸空結構425沿第一方向的寬度最窄處大于所述反射鏡430的寬度。圖12示出了本實施例的懸空結構的俯視圖，從圖中可以看出，1-1位置即為所述懸空結構425沿第一方向的最窄處，其大于所述反射鏡430的寬度，其中所述多出的寬度要小于所述反射鏡430到芯片邊緣的水平距離。

由于本實施例中刻蝕劑需要刻蝕的材料寬度更寬，而在相同時間內，所述材料被刻蝕劑刻蝕的長度和深度是一定的，因此需要更長的刻蝕時間。因此，可以通過調整所述多余寬度的大小，達到調節刻蝕時間的目的，避免出現刻蝕速度過快，所述支撐結構442被刻蝕過多，甚至被完全刻蝕掉，導致芯片塌陷的情況，可以降低工藝制備的難度。

可選地，作為另一個實施例，所述懸空結構425與前面實施例大體一致，不同之處在于：可以采用某種方法使所述懸空結構425沿第一方向較窄處下方 的支撐層440材料不被完全刻蝕掏空，有很小寬度的材料剩余，在垂直方向上也形成所述支撐結構442，相應的，所述懸空結構425沿第一方向較寬處下方的支撐層440材料剩余更多，所述懸空結構425沿第一方向較窄處的截面結構如圖13所示，較寬處的截面結構如圖14所示。本發明實施例的支撐面積更大，支撐結構數目更多，可以提供更高的機械強度。

具體的，可以采用縮短刻蝕劑與所述支撐層440材料進行刻蝕反應的時間或減少用于刻蝕所述支撐層440材料的刻蝕劑用量等方法，本發明實施例對此不做限定。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。