[發明專利]具有周期性泵浦結構的表面刻蝕光柵半導體激光器

在審

• 申請號: 202111671737.2
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN116417906A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 吳芳;唐涌波;克里斯托·弗華生;克里歐·匹米諾夫;優瑞·羅格溫
• 申請（專利權）人: 深圳市斑巖光子技術有限公司
• 主分類號: H01S5/22
• 分類號: H01S5/22;H01S5/042;H01S5/34;H01S5/12
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 楊明莉

1.一種脊形激光器結構，其特征在于，包括依次層疊的底層摻雜介質層、多量子阱有源層、脊形摻雜介質層，以及形成于所述脊形摻雜介質層上的光柵結構和位于所述光柵結構頂面的頂面電極層；

所述光柵結構包括多個沿所述激光器的波導方向周期性間隔分布的光柵溝槽及所述光柵溝槽之間的周期性的電接觸區域，并且所述光柵溝槽內有至少覆蓋所述光柵溝槽的側壁的絕緣層；

所述頂面電極層與所述周期性電接觸區域的頂面形成歐姆電接觸；

其中，經由所述頂面電極層注入的載流子向下依次流經所述電接觸區域和脊型摻雜介質層后進入所述多量子阱有源層，所述多量子阱有源層的注入載流子因絕緣的光柵溝槽的存在而呈現出特定載流子密度分布區域。

2.根據權利要求1所述的脊形激光器結構，其特征在于，所述光柵溝槽的底面在所述多量子阱有源層的上表面的正投影的最大長度，小于或等于所述光柵溝槽的底面與所述多量子阱有源層的上表面的最小距離，使得所述特定載流子密度分布區域中的載流子在不同注入電流的情況下均為均勻分布。

3.根據權利要求1所述的脊形激光器結構，其特征在于，所述光柵溝槽的底面與所述多量子阱有源層的上表面的最大距離，小于或等于所述光柵溝槽的底面在所述多量子阱有源層的上表面的正投影的最小長度的兩倍，使得所述特定載流子密度分布區域中的載流子在波導方向呈周期性非均勻分布，形成增益調制，所述增益調制的調制周期與光柵周期一致。

4.根據權利要求3所述的脊形激光器結構，其特征在于，所述光柵結構引入的折射率調制、所述頂面電極層引入的增益調制具有預設相位關系；所述光柵結構的光柵占空比、光柵階數和所述光柵溝槽的底面與所述多量子阱有源層的上表面的平均距離均關聯于所述脊形激光器結構的增益調制強度或折射率調制強度，其中，所述光柵占空比為相鄰所述光柵溝槽底面之間未刻蝕材料的寬度與光柵周期的比值，所述光柵周期為相鄰光柵溝槽之間的平均間距。

5.根據權利要求1-4任一項所述的脊形激光器結構，其特征在于，所述光柵溝槽形成于所述脊形摻雜介質層內，所述光柵溝槽的深度為0.1h-h；

其中，h為所述脊形摻雜介質層的厚度。

6.根據權利要求1-4任一項所述的脊形激光器結構，其特征在于，所述頂面電極層部分或全部覆蓋所述光柵結構。

7.根據權利要求1-4任一項所述的脊形激光器結構，其特征在于，所述絕緣層包括介電材料及/或聚合物材料。

8.根據權利要求1-4任一項所述的脊形激光器結構，其特征在于，所述底層摻雜介質層的摻雜類型與所述脊形摻雜介質層的摻雜類型不同。

9.根據權利要求1-4任一項所述的脊形激光器結構，其特征在于，還包括至少一層功能介質層；

所述功能介質層形成于所述底層摻雜介質層遠離所述多量子阱有源層一側；

所述功能介質層中集成有功能元件，所述功能元件包括無源組件、有源組件、控制組件及模式轉換組件中至少一種。

10.一種具有周期性泵浦結構的表面刻蝕光柵半導體激光器，其特征在于，包括權利要求1-9任一項所述的脊形激光器結構。