[發明專利]一種激光器結構及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010162903.5
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111262130B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 李齊柱;毛明明;周特;張鵬飛;徐真真
• 申請（專利權）人: 常州縱慧芯光半導體科技有限公司
• 主分類號: H01S5/12
• 分類號: H01S5/12;H01S5/22;H01S5/02315
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 王華英

1.一種激光器結構，其特征在于，所述激光器結構包括：

襯底；

外延層，設置在所述襯底上，所述外延層包括層疊的下包層、有源層、阻擋層、上包層和歐姆接觸層，所述阻擋層位于所述上包層內，所述阻擋層的厚度為30～150nm；

脊型波導，形成在所述上包層上，所述脊型波導的脊寬為2～5μm；

多個周期調制光柵，形成在所述上包層上，并位于所述脊型波導的兩側；

填充層，填充于所述多個周期調制光柵；

絕緣層，位于所述填充層上并覆蓋所述脊型波導，所述絕緣層的材料與所述填充層的材料相同并且以一體成型的方式形成；

其中，所述有源層包括多層量子點復合結構，所述量子點復合結構層疊設置且所述量子復合點結構有5～12層，所述量子點復合結構內設置有應力釋放層，且相鄰的所述量子點復合結構之間設置有間隔層；

其中，所述多個周期調制光柵與所述有源層之間具有預設距離，所述預設距離為50～200nm；

所述脊型波導兩側溝槽的底部與所述有源層之間距離為230～400nm；

所述周期調制光柵的周期為150～250nm，高度為30～350nm；

其中，所述周期調制光柵包括多個光柵區域，所述多個光柵區域之間的長度及周期不同；所述周期調制光柵包括第一周期調制光柵和第二周期調制光柵，形成于所述上包層上，并分別布置于所述脊型波導的兩側，構成側向耦合光柵。

2.根據權利要求1所述的一種激光器結構，其特征在于，所述激光器結構的輸出波長為1260～1600nm。

3.根據權利要求1所述的一種激光器結構，其特征在于，所述激光器結構的共振腔的長度為0.3～3mm。

4.根據權利要求1所述的一種激光器結構，其特征在于，所述周期調制光柵的占空比為0.1～0.9。

5.根據權利要求1所述的一種激光器結構，其特征在于，所述周期調制光柵的填充介質為硅基化合物或者高分子聚合物。

6.一種激光器結構的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

提供一襯底；

于所述襯底上形成外延層，所述外延層包括層疊的下包層、有源層、阻擋層、上包層和歐姆接觸層，所述阻擋層位于所述上包層內，所述阻擋層的厚度為30～150nm；

刻蝕所述上包層和所述歐姆接觸層以形成一脊型波導，所述脊型波導的脊寬為2～5μm；

于所述上包層上形成多個周期調制光柵，且位于所述脊型波導的兩側，于所述多個周期調制光柵上填充填充層，所述周期調制光柵包括多個光柵區域，所述多個光柵區域之間的長度及周期不同；

于所述填充層上和所述脊型波導上形成絕緣層，所述絕緣層的材料與所述填充層的材料相同并且以一體成型的方式形成；

其中，所述有源層包括多層量子點復合結構，所述量子點復合結構層疊設置且所述量子復合點結構有5～12層，所述量子點復合結構內設置有應力釋放層，且相鄰的所述量子點復合結構之間設置有間隔層；

其中，所述多個周期調制光柵與所述有源層之間具有預設距離，所述預設距離為50～200nm；

所述脊型波導兩側溝槽的底部與所述有源層之間距離為230～400nm；所述周期調制光柵的周期為150～250nm，高度為30～350nm；

其中，所述周期調制光柵包括第一周期調制光柵和第二周期調制光柵，形成于所述上包層上，并分別布置于所述脊型波導的兩側，構成側向耦合光柵。

7.一種激光模組，其特征在于，所述激光模組包括：

電路板；

激光器結構，設置于所述電路板上；其中，所述激光器結構包括，

襯底；

外延層，設置在所述襯底上，所述外延層包括層疊的下包層、有源層、阻擋層、上包層和歐姆接觸層，所述阻擋層位于所述上包層內，所述阻擋層的厚度為30～150nm；

脊型波導，形成在所述上包層上，所述脊型波導的脊寬為2～5μm；

多個周期調制光柵，形成在所述上包層上，并位于所述脊型波導的兩側；填充層，填充于所述多個周期調制光柵，所述周期調制光柵包括多個光柵區域，所述多個光柵區域之間的長度及周期不同；

絕緣層，位于所述填充層上并覆蓋所述脊型波導，所述絕緣層的材料與所述填充層的材料相同并且以一體成型的方式形成；

其中，所述有源層包括多層量子點復合結構，所述量子點復合結構層疊設置且所述量子復合點結構有5～12層，所述量子點復合結構內設置有應力釋放層，相鄰的所述量子點復合結構之間設置有間隔層；

所述多個周期調制光柵與所述有源層之間具有預設距離，所述預設距離為50～200nm；

所述脊型波導兩側溝槽的底部與所述有源層之間距離為230～400nm；

所述周期調制光柵的周期為150～250nm，高度為30～350nm；

其中，所述周期調制光柵包括第一周期調制光柵和第二周期調制光柵，形成于所述上包層上，并分別布置于所述脊型波導的兩側，構成側向耦合光柵。