[發明專利]半導體激光列陣及其制備方法

有效

• 申請號: 202110542322.9
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113258447B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 賈鵬;梁磊;陳泳屹;秦莉;寧永強;王立軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H01S5/40
• 分類號: H01S5/40;H01S5/20;H01S5/22
• 代理公司: 長春中科長光知識產權代理事務所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明;郭婷

1.一種半導體激光列陣，包括外延結構，其特征在于，在所述外延結構上制備有激光器波導結構，所述激光器波導結構包括沿所述外延結構的寬度方向從所述激光器波導結構的反射面至出射面刻蝕而成的變周期高階光柵陣列和脊形增益波導陣列，所述變周期高階光柵陣列的周期由中心向兩側逐漸增大，使得所述半導體激光列陣的輸出激光的光譜未超出堿金屬元素的吸收光譜范圍；所述脊形增益波導陣列用于增益放大所述半導體激光列陣的輸出激光的功率。

2.如權利要求1所述的半導體激光列陣，其特征在于，所述外延結構包括從下至上依次制備的N型襯底層、N型包層、N型波導層、有源層、P型波導層、P型包層和P型高摻雜蓋層。

3.如權利要求2所述的半導體激光列陣，其特征在于，所述變周期高階光柵陣列從所述P型高摻雜蓋層向下刻蝕到所述P型波導層或者所述P型包層。

4.如權利要求2所述的半導體激光列陣，其特征在于，所述脊形增益波導陣列從所述P型高摻雜蓋層向下刻蝕到所述P型波導層。

5.如權利要求3或4所述的半導體激光列陣，其特征在于，在所述P型高摻雜蓋層的頂面制作有P面金屬電極，在所述N型襯底層的底面制作有N面金屬電極。

6.如權利要求1所述的半導體激光列陣，其特征在于，在所述變周期高階光柵陣列的端面鍍有高反射膜，在所述脊形增益波導陣列的端面鍍有抗反射膜。

7.一種半導體激光列陣的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、制備外延結構；

S2、在所述外延結構上制備激光器波導結構；其中，沿所述外延結構的寬度方向從所述激光器波導結構的反射面至出射面刻蝕出構成所述激光器波導結構的變周期高階光柵陣列和脊形增益波導陣列，所述變周期高階光柵陣列的周期由中心向兩側逐漸增大，使得所述半導體激光列陣的輸出激光的光譜未超出堿金屬元素的吸收光譜范圍，所述脊形增益波導陣列用于增益放大所述半導體激光列陣的輸出激光的功率。

8.如權利要求7所述的半導體激光列陣的制備方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括：

從下至上依次制備N型襯底層、N型包層、N型波導層、有源層、P型波導層、P型包層和P型高摻雜蓋層，形成所述外延結構。

9.如權利要求8所述的半導體激光列陣的制備方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括：

從所述P型高摻雜蓋層向下刻蝕到所述P型波導層或者所述P型包層形成所述變周期高階光柵陣列；以及，

從所述P型高摻雜蓋層向下刻蝕到所述P型波導層形成所述脊形增益波導陣列。

10.如權利要求8所述的半導體激光列陣的制備方法，其特征在于，在步驟S2之后還包括如下步驟：

S3、在所述P型高摻雜蓋層的頂面制作P面金屬電極，以及在所述N型襯底層的底面制作N面金屬電極；

S4、在所述變周期高階光柵陣列的端面鍍高反射膜，以及在所述脊形增益波導陣列的端面鍍抗反射膜。