[發明專利]一種低發散角的面發射量子級聯激光器結構

有效

• 申請號: 201310503782.6
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103532013A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 張錦川;姚丹陽;閆方亮;劉峰奇;王利軍;劉俊岐;王占國
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S5/18
• 分類號: H01S5/18;H01S5/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種低發散角的面發射量子級聯激光器結構，其包括：

一襯底；

一下波導層，該下波導層生長在該襯底正面；

一下光限制層，該下光限制層生長在下波導層上；

一有源區，該有源區生長在下光限制層上；

一上光限制層，該上光限制層生長在該有源區上；

一光柵層，該光柵層制作于上光限制層的上，并且該光柵層具有二級分布反饋結構；

一上波導層，該上波導層生長在該光柵層上；

一亞波長金屬光柵層，該亞波長金屬光柵層制作于該襯底背面。

2.如權利要求1所述的一種低發散角的面發射量子級聯激光器結構，其中所述的襯底為InP襯底，摻雜濃度為1×10¹⁷-3×10¹⁷cm^-3。

3.如權利要求1所述的一種低發散角的面發射量子級聯激光器結構，其中所述的下波導層的材料為InP，該波導層為n型摻雜，摻雜濃度為2×10¹⁶-4×10¹⁶cm^-3，層厚為1-2μm。

4.如權利要求1所述的一種低發散角的面發射量子級聯激光器結構，其中所述的下光限制層的材料為InGaAs，該下光限制層為n型摻雜，摻雜濃度為2×10¹⁶-4×10¹⁶，層厚為0.3-0.5μm。

5.如權利要求1所述的一種低發散角的面發射量子級聯激光器結構，其中所述的有源區由20-60個周期的InGaAs/InAlAs組成，該有源區對應的波長為4-8μm。

6.如權利要求1所述的一種低發散角的面發射量子級聯激光器結構，其中所述的上光限制層的材料為InGaAs，該上光限制為n型摻雜，摻雜濃度為2×10¹⁶-4×10¹⁶，層厚為0.3-0.5μm。

7.如權利要求1所述的一種低發散角的面發射量子級聯激光器結構，其中所述的光柵層的材料為InGaAs/InP。

8.如權利要求1所述的一種低發散角的面發射量子級聯激光器結構，其中所述的上波導層的材料為InP，該波導層為n型摻雜，且為先生長低摻雜材料，層厚為2-3μm，濃度為2×10¹⁶-4×10¹⁶cm^-3,再生長高摻雜材料，且層厚為0.4-1μm，濃度為5×10¹⁸-1×10¹⁹cm^-3。

9.如權利要求1所述的一種低發散角的面發射量子級聯激光器結構，其中所述的亞波長金屬光柵層由金屬和InP組成，金屬材料為AuGeNiAu，金屬光柵周期小于有源區的激射波長，即為亞波長尺寸，光柵深度為0.1-1μm。