[發明專利]一種利用電極來改善激射性能的分布反饋式半導體激光器

在審

• 申請號: 202210186842.5
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114566864A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 周亞亭;徐亦安;趙勤賢
• 申請（專利權）人: 常州工學院
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042;H01S5/12;H01S5/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種利用電極來改善激射性能的分布反饋式半導體激光器，其技術方案要點是：所述激光器的電極與脊條間的導電區域被設計成取樣周期相同、取樣占空比不同的取樣圖案，以調控所述激光器的有源層中載流子和激射光場分布；本發明能夠在所述激光器的均勻光柵中引入分布相移同時，更好地抑制沿激射光場分布的燒孔效應；所述激光器在獲得穩定的單模激射同時，有更高的量子發射效率和最大輸出激射功率。

技術領域

本發明屬于光電子技術領域，涉及一種利用電極設計來調控分布反饋式均勻光柵半導體激光器各部分注入載流子和激射光場分布，從而改善激光器性能的方法。

背景技術

在用均勻光柵作選頻光柵的分布反饋式半導體激光器中，通常用兩種方法來獲得穩定的單模激射。第一種方法是在均勻光柵中制作一個真實相移來保證穩定的單模激射；另一種方法是用雙紫外激光束干涉曝光來低成本制造均勻光柵，然后在激光器兩端面分別鍍上增透膜和高反射膜，引入隨機的端面相位來使激光器單模激射。

真實相移均勻光柵的制造需要用到高精度的電子束曝光設備，制作緩慢費時因而成本高昂。而在兩端面分別鍍上增透膜和高反射膜引入端面相位的方法，得到的激光器單模成品率只有60％左右。此外這些分布反饋式半導體激光器在通電工作時，不可避免的燒孔效應也會導致激光器的量子發射效率等工作性能的下降。

發明內容

針對背景技術中提到的問題，本發明的目的是使均勻光柵分布反饋式半導體激光器獲得穩定的單模激射，同時減輕燒孔效應造成的激光器工作性能降低。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種利用電極來改善激射性能的均勻光柵半導體激光器，所述激光器電極與脊條間的導電區域被設計成取樣周期相同、取樣占空比變化的取樣圖案。

進一步地，所述激光器的電極與脊條間的導電區域，被設計成包括第一部分導電區域、第二部分導電區域、第三部分導電區域連續的三部分。。

進一步地，所述第一部分導電區域和第三部分導電區域的取樣占空比相同，但和第三部分導電區域的取樣占空比不同。

進一步地，所述第一部分導電區域和第三部分導電區域所對應的激射腔長度不同。

進一步地，所述第一部分導電區域和第三部分導電區域所對應的激射腔長度相同。

進一步地，所述第一部分導電區域、第三部分導電區域和第二部分導電區域所對應的激射腔長度相同。

進一步地，所述第一部分導電區域、第三部分導電區域取樣圖案占空比，大于第二部分導電區域取樣圖案占空比。

綜上所述，本發明主要具有以下有益效果：

第一、本發明利用普通均勻光柵半導體激光器相同的常規加工工藝，只是把激光器的電極與脊條間的導電區域設計成取樣周期相同的取樣圖案，通過改變電極與脊條間導電區域取樣圖案取樣占空比，就可以調控所述激光器激射腔各部分載流子和激射光場分布，改善激光器的工作性能；

第二、不需要真實相移光柵制造所需的高精度加工手段，本發明激光器只需要所述第一部分導電區域和第三部分導電區域的取樣圖案的取樣占空比相同，但和第二部分導電區域的取樣圖案的取樣占空比不同，通電時激光器均勻光柵的選頻光柵中就能引入保證激光器穩定單模激射的分布相移。

第三、當所述第一部分導電區域、第三部分導電區域取樣圖案的相同取樣占空比，大于第二部分導電區域取樣圖案的取樣占空比時，沿激射腔的燒孔效應就能得到很大程度的抑制，因而本發明激光器有更高的量子發射效率和最大輸出激射功率。

附圖說明

圖1是本發明所述利用電極來改善激射性能的均勻光柵分布反饋式半導體激光器結構示意圖；