[發明專利]一種半導體激光器及制作方法

有效

• 申請號: 201810763803.0
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN108899760B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 佟存柱;王延靖;張新;舒世立;汪麗杰;田思聰;王立軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H01S5/065
• 分類號: H01S5/065
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本發明公開了一種半導體激光器及制作方法，所述半導體激光器包括：外延層結構，所述外延層結構劃分為第一區域和第二區域；設置在所述第一區域和所述第二區域之間的電隔離區；設置在所述第一區域的第一波導結構；設置在所述第二區域的第二波導結構，所述第二波導結構的側壁為鋸齒形狀；設置在所述第二區域背離所述第一區域一側的準直透鏡；設置在所述準直透鏡背離所述外延層結構一側的輸出耦合鏡。該半導體激光器通過第二波導結構側壁的鋸齒形狀結構和輸出耦合鏡形成一個諧振腔，外延層結構背離所述準直透鏡的一端面和相鄰所述準直透鏡的一端面形成另一個諧振腔，這兩個諧振腔組合成了耦合腔，在半導體被動鎖模激光器中加入這種耦合腔效應，實現了高階的諧波鎖模。

技術領域

本發明涉及半導體激光技術領域，更具體地說，尤其涉及一種半導體激光器及制作方法。

背景技術

超短脈沖激光器用于產生皮秒和飛秒的光脈沖，在各個領域中的需求顯著增長，被廣泛應用于激光加工、通信、光譜學、微波光子學和頻率轉換等領域。

半導體鎖模激光二極管種子源和光纖放大器這種MOPA結構的光源，其結合了半導體器件的緊湊性、穩定性和成本效益等優點，并通過使用光纖放大器，實現可用功率的調節。

其中，作為種子源的被動鎖模半導體激光器，是電光轉換效率最高的光源，其具有覆蓋波段范圍廣、壽命長、體積小、成本低和結構緊湊等優點，因此被動鎖模半導體激光器一直是研發人員研究的熱點。經過多年的研究，半導體激光器重復頻率得到極大提升，最高可輸出THz量級的脈沖激光。

在現有技術中采用諧波鎖模的方法，用于提高半導體鎖模激光器在固有腔往返頻率以上的重復頻率，但是，實現該方法的半導體鎖模激光器需要有復雜的光路及光柵等元件，成本高且制作復雜。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種半導體激光器及制作方法，該半導體激光器結構簡單，且可以實現高階的諧波鎖模。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種半導體激光器，所述半導體激光器包括：

外延層結構，所述外延層結構劃分為第一區域和第二區域；

設置在所述第一區域和所述第二區域之間的電隔離區；

設置在所述第一區域的第一波導結構；

設置在所述第二區域的第二波導結構，所述第二波導結構的側壁為鋸齒形狀；

設置在所述第二區域背離所述第一區域一側的準直透鏡；

設置在所述準直透鏡背離所述外延層結構一側的輸出耦合鏡。

優選的，在上述半導體激光器中，所述第一波導結構為矩形波導或梯形波導或三角形波導或半圓形波導。

優選的，在上述半導體激光器中，所述第二波導結構為條形波導或脊形波導或錐形波導或掩埋波導或光子晶體波導。

優選的，在上述半導體激光器中，所述鋸齒形狀為三角形鋸齒形狀或矩形鋸齒形狀或楔形鋸齒形狀。

優選的，在上述半導體激光器中，所述第二波導結構的材料為量子阱材料或量子點材料或量子線材料。

優選的，在上述半導體激光器中，所述準直透鏡為球面鏡或非球面鏡。

優選的，在上述半導體激光器中，所述輸出耦合鏡的反射率范圍為5％-98％，包括端點值。

優選的，在上述半導體激光器中，所述第一波導結構背離所述電隔離區的一端設置有反射率大于90％的高反射膜。

優選的，在上述半導體激光器中，所述第二波導結構背離所述電隔離區的一端設置有反射率小于5％的增透膜。