[發明專利]集成光柵的楔形結構的邊發射太赫茲量子級聯激光器

有效

• 申請號: 201410628285.3
• 申請日: 2014-11-10
• 公開（公告）號: CN104283111B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 姚辰;曹俊誠
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01S5/06
• 分類號: H01S5/06;H01S5/065
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙)31219
• 代理人: 李儀萍

1.一種集成光柵的楔形結構的邊發射太赫茲量子級聯激光器，其特征在于：包括：依次相連接的DBR光柵波導、矩形直波導和楔形波導；所述楔形波導的一端為窄端面，另一端為寬端面，所述楔形波導的窄端面與所述矩形直波導相連接，所述楔形波導的寬端面為太赫茲激光的出射面。

2.根據權利要求1所述的集成光柵的楔形結構的邊發射太赫茲量子級聯激光器，其特征在于：所述楔形波導中包括連接所述窄端面與所述寬端面的側面，所述側面中連接所述窄端面與寬端面的側邊與垂直于所述窄端面與寬端面的垂線之間的夾角小于6°。

3.根據權利要求1所述的集成光柵的楔形結構的邊發射太赫茲量子級聯激光器，其特征在于：所述DBR光柵波導、所述矩形直波導與所述楔形波導均采用半絕緣等離子波導結構或雙面金屬波導結構。

4.根據權利要求3所述的集成光柵的楔形結構的邊發射太赫茲量子級聯激光器，其特征在于：當所述DBR光柵波導、所述矩形直波導與所述楔形波導均采用半絕緣等離子波導結構時，所述DBR光柵波導、所述矩形直波導與所述楔形波導均自下至上依次包括半絕緣GaAs襯底、下金屬層、下接觸層、有源區、上接觸層和上金屬層。

5.根據權利要求3所述的集成光柵的楔形結構的邊發射太赫茲量子級聯激光器，其特征在于：當所述DBR光柵波導、所述矩形直波導與所述楔形波導均采用雙面金屬波導結構時，所述DBR光柵波導、所述矩形直波導與所述楔形波導均自下至上依次包括GaAs接收襯底、接收金屬層、下金屬層、下接觸層、有源區、上接觸層和上金屬層。

6.根據權利要求4或5所述的集成光柵的楔形結構的邊發射太赫茲量子級聯激光器，其特征在于：所述有源區包括束縛態到連續態躍遷結構、共振聲子結構或啁啾晶格結構。

7.根據權利要求4或5所述的集成光柵的楔形結構的邊發射太赫茲量子級聯激光器，其特征在于：所述DBR光柵波導包括至少一個光柵周期，所述光柵周期包括第一光柵部和第二光柵部，所述第二光柵部無所述上金屬層。

8.根據權利要求1所述的集成光柵的楔形結構的邊發射太赫茲量子級聯激光器，其特征在于：所述DBR光柵波導的最佳尺寸通過有限元法、傳輸矩陣法或耦合模方法設計得到。

9.根據權利要求1所述的集成光柵的楔形結構的邊發射太赫茲量子級聯激光器，其特征在于：所述集成光柵的楔形結構的邊發射太赫茲量子級聯激光器的輸出激光模式同時滿足單縱模和單橫模。

10.一種如權利要求1至9中任一項所述的集成光柵的楔形結構的邊發射太赫茲量子級聯激光器的制作方法，其特征在于，至少包括以下步驟：

在半絕緣GaAs襯底上生長緩沖層、n型重摻雜下接觸層、有源區、n型重摻雜上接觸層；

通過光刻顯影方法開槽，濺射上電極金屬，帶膠剝離形成楔形波導與矩形直波導的上電極以及DBR光柵波導結構；

刻蝕脊波導，利用下接觸層為刻蝕停止層，形成楔形波導、矩形直波導和DBR光柵波導結構；

電子束蒸發下電極金屬，帶膠剝離形成下電極；

減薄襯底，焊線封裝，完成器件制作。