[發(fā)明專利]半導(dǎo)體激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910015103.8
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109638640B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林宏翔;劉佟;崔晗;蔡昭權(quán);魏曉慧
• 申請（專利權(quán)）人: 惠州學(xué)院
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042;H01S5/062;H01S5/125
• 代理公司: 廣東創(chuàng)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44690
• 代理人: 韓淑英

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體激光器，定義一XYZ空間直角坐標(biāo)系，則該半導(dǎo)體激光器包括：位于Z軸方向前方和后方的電極；用于在電極通電時產(chǎn)生激光的有源區(qū)；位于有源層的Z軸方向前方和后方以及位于有源區(qū)周側(cè)的波導(dǎo)層；以及位于波導(dǎo)層的Y軸方向前方和后方的反射層，所述半導(dǎo)體激光器的激光射出口形成在位于Y軸方向前方的反射層上。其中，所述有源區(qū)的Y軸方向的前方和后方中的至少一個方向上還形成有用于將偏振方向平行于X軸方向的激光篩選出來的布儒斯特窗。本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器能夠直接輸出線偏振激光，無需再外部添加光學(xué)器件，結(jié)構(gòu)簡單，除作為激光器使用外，本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)還可以應(yīng)用于介質(zhì)激光加速器的使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光器，特別涉及一種半導(dǎo)體激光器。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體激光器廣泛應(yīng)用于科技、生活中的各個領(lǐng)域，其是以一定的半導(dǎo)體材料做工作物質(zhì)而產(chǎn)生激光的器件。.其工作原理是通過一定的激勵方式，在半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶（導(dǎo)帶與價帶）之間，或者半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶與雜質(zhì)（受主或施主）能級之間，實現(xiàn)非平衡載流子的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，當(dāng)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的大量電子與空穴復(fù)合時，便產(chǎn)生受激發(fā)射作用。半導(dǎo)體激光器的激勵方式主要有三種，即電注入式，光泵式和高能電子束激勵式。電注入式半導(dǎo)體激光器，一般是由砷化鎵（GaAs）、硫化鎘（CdS）、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等材料制成的半導(dǎo)體面結(jié)型二極管，沿正向偏壓注入電流進(jìn)行激勵，在結(jié)平面區(qū)域產(chǎn)生受激發(fā)射。在光纖陀螺、光纖傳感、非線性變頻、相干光束組合等許多領(lǐng)域需要輸出激光保持穩(wěn)定的偏振特性, 因此研究具有單偏振輸出特性及一定消光比的半導(dǎo)體激光器具有十分重要的意義。目前的常規(guī)做法是在激光器外部添加起偏器件，例如偏振片、尼科耳棱鏡等將激光器輸出的具有任意偏振狀態(tài)的激光中的單偏振激光篩選出來，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，光損較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單的半導(dǎo)體激光器。

一種半導(dǎo)體激光器，定義一XYZ空間直角坐標(biāo)系，則該半導(dǎo)體激光器包括：位于Z軸方向前方和后方的電極；位于電極之間的有源區(qū)，其用于在電極通電時產(chǎn)生激光，所述有源區(qū)的主延伸平面平行于XY軸定義的平面；位于有源層的Z軸方向前方和后方以及位于有源區(qū)周側(cè)的波導(dǎo)層；以及位于波導(dǎo)層的Y軸方向前方和后方的反射層，所述半導(dǎo)體激光器的激光射出口形成在位于Y軸方向前方的反射層上。其中，所述有源區(qū)的Y軸方向的前方和后方中的至少一個方向上還形成有用于將偏振方向平行于X軸方向的激光篩選出來的布儒斯特窗。

優(yōu)選的，所述布儒斯特窗是通過在半導(dǎo)體材料上進(jìn)行刻蝕形成的，定義布儒斯特角為θ，則所述布儒斯特窗相對Y軸的傾斜角度為θ或π-θ，且布儒斯特角θ與真空折射率n2和半導(dǎo)體材料折射率n1的關(guān)系為。

優(yōu)選的，定義布儒斯特窗中的真空在Y軸方向的等效寬度為D’、激光諧振腔內(nèi)介質(zhì)在Y軸方向的等效寬度為L’，激光波長為λ，則，m為正整數(shù)。

優(yōu)選的，所述布儒斯特窗中單層真空區(qū)域的寬度為50um-100um。

作為一種實施方式，所述有源區(qū)和形成所述布儒斯特窗的半導(dǎo)體材料包括InGaAsP半導(dǎo)體材料。

作為一種實施方式，所述有源區(qū)的Y軸方向的前方和后方均形成有用于將偏振方向平行于X軸方向的激光篩選出來的布儒斯特窗。

作為一種實施方式，所述的半導(dǎo)體激光器為分布式布拉格反射激光器，所述布儒斯特窗位于有源區(qū)和分布式布拉格反射區(qū)之間，且在Z軸方向上位于絕緣層和襯底層之間，在Z軸方向上的寬度為50um-100um。

本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器能夠直接輸出線偏振激光，無需再外部添加光學(xué)器件，結(jié)構(gòu)簡單，除作為激光器使用外，本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)還可以應(yīng)用于介質(zhì)激光加速器的使用。

附圖說明

圖1為一實施例的半導(dǎo)體激光器的正面剖斷圖。

圖2為一實施例的半導(dǎo)體激光器的一部分的俯視剖斷圖。