[發明專利]一種可調諧襯底發射量子級聯激光器陣列器件

有效

• 申請號: 201310705313.2
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103715607A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 閆方亮;張錦川;姚丹陽;卓寧;王利軍;劉峰奇;王占國
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S5/42
• 分類號: H01S5/42;H01S5/187
• 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

1.一種可調諧襯底發射量子級聯激光器陣列器件，其特征在于，包括，

一襯底，其上依次生長有下波導層、下限制層、有源區、上限制層、上波導層、梯度摻雜蓋層和高摻層；

一陣列器件，其包含多個DFB激光器單元，每個DFB激光器單元具有脊型波導結構，脊兩側的雙溝腐蝕至有源區的下表面，脊上面的高摻層上刻蝕有二級布拉格取樣光柵結構，不同DFB激光器單元脊型波導結構上面的二級布拉格取樣光柵具有不同的取樣周期；

一二氧化硅層，其覆蓋了整個脊型波導結構的表面區域；

一正面電極層，其生長在二氧化硅層的上面及所述二級布拉格取樣光柵上面；

一電隔離溝，其位于陣列器件兩個相鄰的DFB激光器單元的脊型波導之間；

一背面金屬電極層，其生長在在襯底的下表面；

一出光窗口，其位于襯底下表面未被背面金屬電極層覆蓋的位置，每個DFB激光器單元的脊型波導均對應一個出光窗口；

其中，陣列器件前后腔面蒸鍍高反膜，形成完整的量子級聯激光器陣列器件。

2.按權利要求1所述的可調諧襯底發射量子級聯激光器陣列器件，其中所述的襯底為n型InP襯底，摻雜濃度為3×10¹⁷cm^-3。

3.按權利要求1所述的可調諧襯底發射量子級聯激光器陣列器件，其中所述的上限制層為n型In_0.52Ga_0.48As，摻雜濃度為4×10¹⁶cm^-3，厚度為300nm。

4.按權利要求1所述的可調諧襯底發射量子級聯激光器陣列器件，其中所述的梯度摻雜蓋層材料為InP，摻雜類型為n型摻雜，摻雜濃度為1×10¹⁷～3×10¹⁷cm^-3，該梯度摻雜蓋層厚度為150nm。

5.按權利要求1所述的可調諧襯底發射量子級聯激光器陣列器件，其中所述的高摻層材料為n型InP，摻雜濃度為5×10¹⁸cm^-3，厚度為400nm。

6.按權利要求1所述的可調諧襯底發射量子級聯激光器陣列器件，其中所述的電隔離溝，其寬度為21～50um。

7.按權利要求1所述的可調諧襯底發射量子級聯激光器陣列器件，其中所述的出光窗口，其形狀為矩形，所述的矩形的長度方向平行于激光器的腔長發向，矩形的寬度為對應脊型波導結構中脊寬的10倍。

8.按權利要求1所述的可調諧襯底發射量子級聯激光器陣列器件，其中所述的陣列器件后腔面蒸鍍高反膜，高反膜為Al2O3/Ti/Au/Al2O3＝200/10/100/200nm，反射率均為95％以上。

9.按權利要求8所述的可調諧襯底發射量子級聯激光器陣列器件，其中，所述高反膜是采用電子束蒸發的方法蒸鍍在陣列器件的后腔面的。

10.按權利要求1所述的可調諧襯底發射量子級聯激光器陣列器件，其中，正面電極層上進行電鍍金加厚，得到電鍍金層。