[發明專利]半導體激光加速器及其激光加速單元

有效

• 申請號: 201910015263.2
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109600904B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 林宏翔;劉佟;崔晗;蔡昭權;魏曉慧
• 申請（專利權）人: 惠州學院
• 主分類號: H05H15/00
• 分類號: H05H15/00
• 代理公司: 惠州創聯專利代理事務所(普通合伙) 44382
• 代理人: 韓淑英

1.一種半導體激光加速器，其特征在于，包括以級聯方式聯接起來的多個激光加速單元和用于對供給各激光加速單元的激勵電流進行控制的控制器，定義一XYZ空間直角坐標系，則每個激光加速單元都形成有一條沿X軸方向延伸的加速通道，且所述激光加速單元包括：

位于Z軸方向前方和后方的電極；

位于電極之間的具有有源區的有源層，所述有源區用于在電極通電時產生激光，所述有源層的主延伸平面平行于XY軸定義的平面；

位于有源層的Z軸方向前方的第一波導層；

位于有源層的Z軸方向后方的第二波導層；以及

位于有源層、第一波導層和第二波導層的Y軸方向前方和后方的反射層；

其中，所述加速通道形成在第一波導層中，所述加速通道的至少一側形成有光柵，作為加速區；

其中，所述控制器通過調節各個激光加速單元的激勵電流的觸發時間實現加速區內電磁場的相位的控制調節；所述加速區的Y軸方向的前方和后方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。

2.根據權利要求1所述的半導體激光加速器，其特征在于，所述加速通道的兩側均形成有光柵。

3.根據權利要求1所述的半導體激光加速器，其特征在于，所述布儒斯特窗是通過在半導體材料上進行刻蝕形成的，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和半導體材料折射率n₁的關系為

。

4.根據權利要求3所述的半導體激光加速器，其特征在于，定義所述加速通道在Y軸方向的寬分別為C，布儒斯特窗中的真空在Y軸方向的等效寬度為D’，激光諧振腔內介質在Y軸方向的等效寬度為L’，激光波長為λ，則

，m為正整數。

5.根據權利要求4所述的半導體激光加速器，其特征在于，所述有源區和形成所述布儒斯特窗的半導體材料包括InGaAsP半導體材料。

6.一種半導體激光加速單元，定義一XYZ空間直角坐標系，其特征在于，所述半導體激光加速單元為如權利要求1所述的激光加速單元。

7.根據權利要求6所述的半導體激光加速單元，其特征在于，所述加速通道的兩側均形成有光柵。

8.根據權利要求6所述的半導體激光加速單元，其特征在于，所述布儒斯特窗是通過在半導體材料上進行刻蝕形成的，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和半導體材料折射率n₁的關系為

。

9.根據權利要求8所述的半導體激光加速單元，其特征在于，定義所述加速通道在Y軸方向的寬分別為C，布儒斯特窗中的真空在Y軸方向的等效寬度為D’，激光諧振腔內介質在Y軸方向的等效寬度為L’，激光波長為λ，則

，m為正整數。

10.根據權利要求9所述的半導體激光加速單元，其特征在于，所述有源區和形成所述布儒斯特窗的半導體材料包括InGaAsP半導體材料。