[發明專利]一種半導體回音壁微腔雙穩態激光器

在審

• 申請號: 202310188879.6
• 申請日: 2023-02-22
• 公開（公告）號: CN116031751A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 張振寧;黃永箴;楊躍德;肖金龍;李建成;郝友增;繩夢偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S5/10
• 分類號: H01S5/10;H01S5/042
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種半導體回音壁微腔雙穩態激光器，其特征在于，包括：

N面電極(1)；

N型襯底(2)，位于N面電極(1)上；

回音壁微腔(3)，位于N型襯底(2)上，所述回音壁微腔(3)的頂部設置有一P面電極窗口(4)，所述回音壁微腔(3)的中間開設有一垂直的多邊形通孔(5)，所述回音壁微腔(3)用于產生兩組反射模式，所述兩組反射模式之間具有耦合性，所述多邊形通孔(5)用于解除所述耦合性，形成第一反射模式和第二反射模式，所述P面電極窗口(4)用于電流的非均勻注入，使所述第一反射模式的場分布以外的非注入區域存儲載流子，使所述第一反射模式的激射閾值和所述第二反射模式的激射閾值不同。

2.根據權利要求1所述的半導體回音壁微腔雙穩態激光器，其特征在于，所述多邊形通孔(5)的橫斷面形狀為方形；

所述多邊形通孔(5)在所述N型襯底(2)上的投影的頂角和所述兩組反射模式中的一組反射模式的場分布在所述N型襯底(2)上的投影的頂角正對，所述兩組反射模式的模式場之間產生差異性。

3.根據權利要求1所述的半導體回音壁微腔雙穩態激光器，其特征在于，所述多邊形通孔(5)的孔徑大小用于調整所述第一反射模式的品質因子和所述第二反射模式的品質因子之間的值差。

4.根據權利要求1所述的半導體回音壁微腔雙穩態激光器，其特征在于，所述P面電極窗口(4)的橫斷面形狀為方環形；

所述P面電極窗口(4)在所述N型襯底(2)上的投影與所述第一反射模式的場分布在所述N型襯底(2)上的投影重疊，所述回音壁微腔(3)內的載流子的橫向擴散有限。

5.根據權利要求1所述的半導體回音壁微腔雙穩態激光器，其特征在于，所述回音壁微腔(3)的橫斷面形狀為邊長相等的八邊形；

所述八邊形的邊為弧邊，每條弧邊的變形度一致，所述弧邊用于提高所述兩組反射模式的品質因子的值。

6.根據權利要求1所述的半導體回音壁微腔雙穩態激光器，其特征在于，所述P面電極窗口(4)的橫斷面的頂角數與所述多邊形通孔(5)的橫斷面的頂角數相同時，所述P面電極窗口(4)的橫斷面的頂角與所述多邊形通孔(5)的橫斷面的頂角正對。

7.根據權利要求1所述的半導體回音壁微腔雙穩態激光器，其特征在于，所述回音壁微腔(3)、所述P面電極窗口(4)以及所述多邊形通孔(5)三者的垂直中心軸位置相同。

8.根據權利要求1所述的半導體回音壁微腔雙穩態激光器，其特征在于，所述回音壁微腔(3)包括：

N型限制層(301)，位于所述N型襯底上，用于減少垂直方向的激光的輻射損耗；

有源層(302)，位于所述N型限制層(301)上，用于生成光場；

P型限制層(303)，位于所述有源層(302)上，用于與所述N型限制層(301)相配合以增加對光場的限制能力。

9.根據權利要求1所述的半導體回音壁微腔雙穩態激光器，其特征在于，波導結構(6)，與所述回音壁微腔(3)其中一個頂角直接相連，用于激光的定向出射。

10.根據權利要求9所述的半導體回音壁微腔雙穩態激光器，其特征在于，解理面(7)，設置在所述波導結構(6)與所述回音壁微腔(3)相對的另一端，用于確定激光的出射位置。