[發(fā)明專利]一種分布式布拉格反射鏡激光器

在審

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• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN111355124A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李全杰;劉向英
• 申請（專利權(quán)）人: 西安智盛銳芯半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號: H01S5/125
• 分類號: H01S5/125;H01S5/34
• 代理公司: 西安嘉思特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 趙雙

本發(fā)明涉及一種分布式布拉格反射鏡激光器，該結(jié)構(gòu)自下而上依次包括：襯底層；過渡層；第一分布式布拉格反射鏡層；n型Ge半導(dǎo)體層；n型Ge摻雜層；量子阱發(fā)光層；電子阻擋層；p型Ge摻雜層；p型Ge半導(dǎo)體層；第二分布式布拉格反射鏡層。本發(fā)明的激光器結(jié)構(gòu)通過將第一分布式布拉格反射鏡和第二分布式布拉格反射鏡中高折射率材料和低折射率材料設(shè)置為漸變折射率材料，通過改變材料的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，調(diào)整其有效折射率，可以增加高折射率材料和低折射率材料之間的折射率差異，從而大大提高DBR的性能，降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分布式布拉格反射鏡激光器。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體激光器具有能量轉(zhuǎn)換效率高、易于進(jìn)行高速電流調(diào)制、超小型化、結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命才長等突出特點(diǎn)，已被考慮到光電集成的應(yīng)用中。隨著鍺在硅上外延生長的技術(shù)的提高，鍺半導(dǎo)體材料成為研究的熱點(diǎn)，特別是用鍺材料制備激光器作為片上光源更是研究的前沿。

然而鍺材料基激光器采用法布里波羅諧振腔時，由于其波長較大，高反膜的鍍膜層數(shù)也多，工藝難度大，且容易脫落。采用分布式布拉格反射鏡時，通常采用的是一種高折射率材料和一種低折射率材料，高折射率材料，如TiO₂，低折射率材料，如SiO₂；然而，高折射率材料和低折射率材料的折射差異不夠大，造成DBR的性能不夠顯著，為了提升DBR的性能，需要增加周期數(shù)，這樣又會增加工藝成本。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種分布式布拉格反射鏡激光器。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種分布式布拉格反射鏡激光器，包括：

襯底層；

過渡層；設(shè)置于所述襯底層上，所述過渡層下表面的折射率與所述襯底層的折射率匹配；

第一分布式布拉格反射鏡層，設(shè)置于所述過渡層上；所述第一分布式布拉格反射鏡層由高折射率材料層和低折射率材料層交替重復(fù)構(gòu)成，其中，所述述高折射率材料層和/或低折射率材料層為漸變折射率材料層；

n型Ge半導(dǎo)體層；設(shè)置于所述第一分布式布拉格反射鏡層上；

n型Ge摻雜層，設(shè)置于所述n型Ge半導(dǎo)體層上；

量子阱發(fā)光層，設(shè)置于所述n型Ge摻雜層上；

電子阻擋層，設(shè)置于所述量子阱發(fā)光層上；

p型Ge摻雜層，設(shè)置于所述電子阻擋層上；

p型Ge半導(dǎo)體層，設(shè)置于所述p型Ge摻雜層上；

第二分布式布拉格反射鏡層，設(shè)置于所述p型Ge半導(dǎo)體層上，所述第二分布式布拉格反射鏡層由高折射率材料層和低折射率材料層交替重復(fù)構(gòu)成，其中，所述述高折射率材料層和/或低折射率材料層為漸變折射率材料層。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述過渡層的厚度為100～800nm。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述過渡層為單層、雙層或多層。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述過渡層由傳統(tǒng)光學(xué)材料和/或漸變折射率材料組成。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述高折射率材料層的折射率大于2，所述低折射率材料的折射率小于1.5。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述高折射率材料層和低折射率材料層的單層厚度范圍均為20～800nm。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一分布式布拉格反射鏡中高折射率材料層和低折射率材料層對數(shù)為3對。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述第二分布式布拉格反射鏡中高折射率材料層和低折射率材料層對數(shù)為6對。