[發(fā)明專利]一種具有端面光柵選擇機構的端面發(fā)射半導體激光器

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• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108512032A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 崔碧峰;程瑾;王陽;房天嘯;郝帥
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: H01S5/06
• 分類號: H01S5/06
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

本發(fā)明公開一種具有端面光柵選擇機構的端面發(fā)射半導體激光器，屬于半導體激光器應用領域。這種結構的激光器包括襯底、下限制層、具有量子阱結構的有源層、上限制層、蓋層、正面電極、背面電極、增透膜、膜厚可為1/2、1/3、1/4的激射波長或是1/2、1/3、1/4的激射波長的整數(shù)倍的介質膜、金屬膜或柔性膜及其上的光柵。該發(fā)明提高了半導體激光器的光輸出偏振比，利于將激光耦合到光纖中，提高激光合束后的輸出功率，拓展了大功率半導體激光器的應用范圍。

技術領域

本發(fā)明屬于半導體激光器技術領域，具體涉及一種具有端面光柵選擇機構的端面發(fā)射半導體激光器。

背景技術

隨著大功率半導體激光器在光纖激光器泵浦，工業(yè)加工及軍事領域的應用范圍逐漸拓寬，人們對半導體激光器的性能要求也越來越高，因此在很多實際應用中半導體激光器都采用光纖輸出。單管半導體激光器快慢軸不對稱，光輸出功率低，激光合束后可以使半導體激光器光輸出功率增大，光斑的光強分布變得均勻，改善光束質量。偏振合束是重要的激光合束技術之一，它可以使合束功率增加一倍，然而偏振合束對激光器輸出光的偏振比要求比較高。為解決上述問題，提出一種具有光柵的端面發(fā)射半導體激光器結構，在出光端面制備增透膜，再在上面制備一層介質膜、金屬膜或柔性膜，膜厚可為1/2、1/3、1/4的激射波長或是1/2、1/3、1/4的激射波長的整數(shù)倍，使用電子束光刻、全息離子束刻蝕、激光干涉光刻或其他技術在上面刻出光柵。這樣在保持光束質量不變的前提下可以提高半導體激光器的偏振比，更適用于偏振合束技術，整體提高合束功率，通過光纖傳輸使得激光光斑勻化，滿足更多的應用需求。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種具有端面光柵選擇機構的端面發(fā)射半導體激光器，該激光器在出光端面制備增透膜，再在上面制備一層介質膜、金屬膜或柔性膜，膜厚可為1/2、1/3、1/4的激射波長或是1/2、1/3、1/4的激射波長的整數(shù)倍，使用電子束光刻、全息離子束刻蝕、激光干涉光刻或其他技術在上面刻出光柵；光柵具有非常高的偏振選擇性，提高了激光器的光輸出偏振比。

一種具有端面光柵選擇機構的端面發(fā)射半導體激光器，包括襯底、下限制層、具有量子阱結構的有源層、上限制層、蓋層、正面電極、背面電極、增透膜、膜厚可為1/2、1/3、1/4的激射波長或是1/2、1/3、1/4的激射波長的整數(shù)倍的金屬膜、介質膜或柔性膜及其上的光柵。

從襯底開始依次生長下限制層、具有量子阱結構的有源層、上限制層、蓋層,制備正面電極、背面電極；在出光端面制備增透膜，再在上面制備一層膜厚可為1/2、1/3、1/4的激射波長或是1/2、1/3、1/4的激射波長的整數(shù)倍的介質膜、金屬膜或柔性膜，使用電子束光刻、全息離子束刻蝕、激光干涉光刻或其他技術在上面刻出光柵。

上述方案中，在出光端面制備光柵結構，大大提高了激光器光輸出的偏振比，更適用于偏振合束，利于提高激光器的輸出功率。

附圖說明

圖1為具有端面光柵選擇機構的端面發(fā)射半導體激光器的側向剖面示意圖。

圖2為具有端面光柵選擇機構的端面發(fā)射半導體激光器的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。

如圖1、2所示，本發(fā)明一種具有端面光柵選擇機構的端面發(fā)射半導體激光器，在襯底1為N型GaAs材料上，采用金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)依次生長下限制層2、具有量子阱結構的有源層3、上限制層4、蓋層5、正面電極6、背面電極7；采用離子輔助電子束蒸發(fā)(IAEBE)方法在所述外延結構的出光端面制備增透膜8，再在上面制備一層膜厚可為1/2、1/3、1/4的激射波長或是1/2、1/3、1/4的激射波長的整數(shù)倍的介質膜、金屬膜或柔性膜9，使用電子束光刻、全息離子束刻蝕、激光干涉光刻或其他技術在上面刻出光柵10，光柵分布方式垂直于結或平行于結。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步的詳細說明，應當理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改，等同替換，改進等，均應在本發(fā)明保護范圍之內。