[發(fā)明專利]一種集成有源布拉格反射器的單模太赫茲量子級聯(lián)激光器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910850364.1
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN110707528A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐剛毅;何力;俞辰韌;朱歡;常高壘;朱海卿;王凱;白弘宙;王芳芳;陳建新;林春
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類號: H01S5/125
• 分類號: H01S5/125;H01S5/12;H01S5/343
• 代理公司: 31311 上海滬慧律師事務(wù)所
• 代理人: 郭英

1.一種集成有源布拉格反射器的單模太赫茲量子級聯(lián)激光器，其特征在于：

所述的集成有源布拉格反射器的單模太赫茲量子級聯(lián)激光器采用金屬-金屬波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)為：由下至上依次為n型摻雜GaAs襯底層(1)、下金屬層(2)、下接觸層(3)、有源區(qū)(4)、上接觸層(5)、上金屬層(6)；所述激光器一端為有源布拉格反射器區(qū)以及吸收邊界，另一端為解理端面，在解理端面與布拉格反射器區(qū)之間為一發(fā)表面發(fā)射區(qū)；

所述的有源布拉格反射器區(qū)采用有源一階光子晶體結(jié)構(gòu)；所述一階有源光子晶體由n型摻雜GaAs襯底層(1)、下金屬層(2)、下接觸層(3)、有源區(qū)(4)、上接觸層(5)和上金屬層(6)以及結(jié)合上金屬層(6)上的光子晶體(7)構(gòu)成；光子晶體(7)為在上金屬層(6)沿著脊型波導(dǎo)方向周期排列的平行空氣狹縫或者沿著脊型波導(dǎo)方向以及垂直脊型波導(dǎo)方向均為周期排列的空氣小孔，狹縫長度或者是沿著垂直脊型波導(dǎo)方向的小孔的直徑之和不到波導(dǎo)的兩邊；

所述的吸收邊界由未被上金屬層(6)覆蓋的n型摻雜GaAs襯底層(1)、下金屬層(2)、下接觸層(3)、有源區(qū)(4)和上接觸層(5)構(gòu)成；

所述的一發(fā)表面發(fā)射區(qū)由n型摻雜GaAs襯底層(1)、下金屬層(2)、下接觸層(3)、有源區(qū)(4)、上接觸層(5)和上金屬層(6)以及結(jié)合上金屬層(6)上的耦合光柵(8)構(gòu)成；所述的耦合光柵(8)為在上金屬層(6)上沿著脊型波導(dǎo)方向周期排列的平行狹縫，狹縫長度不到波導(dǎo)的兩邊；

所述的布拉格反射器對于滿足布拉格條件的模式的反射率極高，當(dāng)解理腔面與布拉格反射器構(gòu)成的諧振腔與有源光子晶體產(chǎn)生共振時，形成耦合腔，并且反射器對于該耦合模式提供一定的相位補償以滿足諧振腔的相位條件，該耦合模式通過光柵耦合器向自由空間輻射。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成有源布拉格反射器的單模太赫茲量子級聯(lián)激光器，其特征在于：在所述的脊型波導(dǎo)表面有一空氣狹縫將所述有源布拉格反射器區(qū)與所述一發(fā)表面發(fā)射區(qū)隔開，該空氣狹縫與布拉格反射器區(qū)的距離等于布拉格反射器區(qū)中一階光子晶體的周期；空氣狹縫寬度等于脊型波導(dǎo)寬度；空氣狹縫將所述上金屬層(6)和上接觸層(5)均刻通。