半导体激光谐振器以及包括其的半导体激光装置制造方法及图纸

技术编号:15622870 阅读:15 留言:0更新日期:2017-06-14 05:22
一种半导体激光谐振器以及包括其的半导体激光装置,该半导体激光谐振器配置为产生激光束,其包括增益介质层,增益介质层包括半导体材料且包括由至少一个沟槽形成的至少一个突起以在增益介质层的上部中突出。在半导体激光谐振器中,至少一个突起配置为将激光束限制为在至少一个突起中的驻波。

【技术实现步骤摘要】
半导体激光谐振器以及包括其的半导体激光装置
根据示范性实施例的设备和方法涉及半导体激光器,更具体而言,涉及能选择谐振模式或者能从其它谐振模式分离谐振模式的半导体激光谐振器以及包括其的半导体激光装置。
技术介绍
在半导体激光装置中,半导体激光谐振器是获得光学增益的核心部分。通常,半导体激光谐振器的增益介质具有圆盘形状或者立方形状。增益介质及其附近用金属或介电材料覆盖。然而,半导体激光谐振器产生的谐振模式的数目很高,并且谐振模式是复杂的。
技术实现思路
所提供的是能从其它谐振模式选择或分离谐振模式的半导体激光谐振器以及包括其的半导体激光装置。其它方面将部分地在下面的描述中阐述,并且部分地将通过描述而明显易懂,或者可通过示范性实施例的实施而掌握。根据示范性实施例的一个方面,提供一种配置为产生激光束的半导体激光谐振器,该半导体激光谐振器包括:增益介质层,包括半导体材料且包括由至少一个沟槽形成的至少一个突起以在增益介质层的上部中突出,其中至少一个突起配置为将激光束限制为在至少一个突起中的驻波。半导体激光谐振器还可包括提供在增益介质层之外的金属层,金属层配置为限制从增益介质层产生的激光束。半导体激光谐振器还可包括提供在增益介质层和金属层之间的缓冲层,缓冲层配置为减轻从增益介质层产生的激光束的光学损耗。半导体激光谐振器还可包括提供在增益介质层之外的介电层,介电层配置为限制从增益介质层产生的激光束且使其折射率与增益介质层的折射率不同。增益介质层的下部配置为进一步将激光束限制在其中。增益介质层可为圆柱形状或矩形形状。沟槽可具有选自线形状、圆形形状、多边形形状和环形形状的至少一个平面形状。至少一个突起可包括沿着增益介质层的外边缘设置的至少一个第一突起。至少一个突起还可包括从至少一个第一突起向内设置的至少一个第二突起。增益介质层可包括有源层。有源层可包括III-V族半导体材料、II-VI族半导体材料和量子点的至少一个。增益介质层还可包括设置在有源层的第一表面上的第一外覆层和设置在有源层的第二表面上的第二外覆层。半导体激光谐振器还可包括设置在增益介质层的第一表面上的第一接触层和设置在增益介质层的第二表面上的第二接触层。第一接触层可对应于至少一个突起。第一接触层和第二接触层具有与增益介质层的形状对应的形状。根据示范性实施例的另一个方面,提供一种半导体激光装置,该半导体激光装置包括:基板和半导体激光谐振器,半导体激光谐振器提供在基板上且配置为通过吸收能量而产生激光束,其中半导体激光谐振器可包括增益介质层,增益介质层包括半导体材料且包括由至少一个沟槽形成的至少一个突起以在增益介质层的上部中突出,并且至少一个突起配置为将激光束限制为在至少一个突起中的驻波。半导体激光谐振器还可包括提供在增益介质层之外的金属层,金属层配置为限制从增益介质层产生的激光束。半导体激光谐振器还可包括提供在增益介质层和金属层之间的缓冲层,缓冲层配置为减轻从增益介质层产生的激光束的光学损耗。半导体激光谐振器还可包括提供在增益介质层之外的介电层,介电层配置为限制从增益介质层产生的激光束且使其折射率与增益介质层的折射率不同。沟槽可具有选自线形状、圆形形状、多边形形状和环形形状的至少一个平面形状。至少一个突起可包括沿着增益介质层的外边缘设置的至少一个第一突起。至少一个突起还可包括从至少一个第一突起向内设置的至少一个第二突起。增益介质层可包括有源层。有源层可包括III-V族半导体材料、II-VI族半导体材料和量子点的至少一个。增益介质层还可包括设置在有源层的第一表面上的第一外覆层和设置在有源层的第二表面上的第二外覆层。半导体激光装置还可包括设置在增益介质层的第一表面上的第一接触层和设置在增益介质层的第二表面上的第二接触层。第一接触层和第二接触层具有与增益介质层的形状对应的形状。半导体激光装置还可包括电连接到第一接触层和第二接触层的多个电极。附图说明这些和/或其它方面通过下面结合附图对示范性实施例的描述将变得显见且容易理解,附图中:图1是根据示范性实施例的半导体激光装置的透视图;图2是图1的增益介质层的透视图;图3是沿着图1的线III-III′截取的截面图;图4是根据另一个示范性实施例的半导体激光装置的截面图;图5是根据另一个示范性实施例的半导体激光装置的截面图;图6是根据另一个示范性实施例的半导体激光装置的截面图;图7A和7B是根据另一个示范性实施例的半导体激光谐振器的透视图;图8A和8B是根据另一个示范性实施例的半导体激光谐振器的透视图;图9A和9B是根据另一个示范性实施例的半导体激光谐振器的透视图;图10A、10B和10C是根据另一个示范性实施例的半导体激光谐振器的透视图;图11A和11B是根据示范性实施例的半导体激光谐振器的透视图;图12A和12B是根据示范性实施例的半导体激光谐振器的透视图;图13A、13B和13C示出了现有技术的半导体激光谐振器的时域有限差分(FDTD)模拟模型结构;图14是图13A、13B和13C的半导体激光谐振器的内部结构的截面图;图15是示出由图13A、13B和13C的半导体激光谐振器产生的TE模式激光束的光谱的图线;图16A至16G是示出由图13A、13B和13C的半导体激光谐振器产生的TE模式激光束的电场强度分布的图像;图17是示出由图13A、13B和13C的半导体激光谐振器产生的TM模式激光束的光谱的图线;图18A、18B、18C和18D示出了根据示范性实施例的半导体激光谐振器的FDTD模拟模型结构;图19是图18A、18B、18C和18D的半导体激光谐振器的内部结构的截面图;图20是示出由图18A、18B、18C和18D的半导体激光谐振器产生的TE模式激光束的光谱的图线;图21A、21B、21C和21D是示出由图18A、18B、18C和18D的半导体激光谐振器产生的TE模式激光束的电场强度分布的图像;图22是示出由图18A、18B、18C和18D的半导体激光谐振器产生的TE模式激光束的光谱的图线;图23A和23B是示出由图18A、18B、18C和18D的半导体激光谐振器产生的TM模式激光束的光谱的图线;图24A、24B、24C和24D示出了根据另一个示范性实施例的半导体激光谐振器的FDTD模拟模型结构;图25是示出由图24A、24B、24C和24D的半导体激光谐振器产生的TE模式激光束的光谱的图线;图26A、26B、26C、26D、26E和26F是示出由图24A、24B、24C和24D的半导体激光谐振器产生的TE模式激光束的电场强度分布的图像;图27是示出由图24A、24B、24C和24D的半导体激光谐振器产生的TE模式激光束的光谱的图线;以及图28A和28B是示出由图24A、24B、24C和24D的半导体激光谐振器产生的TM模式激光束的光谱的图线。具体实施方式现在详细介绍示范性实施例,其示例在附图中示出,其中相同的附图标记通篇表示相同的元件,并且为了说明的简便和清楚可以夸大元件的厚度或尺寸。为此,示范性实施例可具有不同的形式,而不应解释为限于这里阐述的说明。因此,示范性实施例仅参考附图描述如下以说明本说明书各方面。在层结构中,当构成元件设置在另一个构成元件“上方”或“上”时,构成元件可仅直接在另一个构成元件上或者以非接本文档来自技高网...
半导体激光谐振器以及包括其的半导体激光装置

【技术保护点】
一种半导体激光谐振器,配置为产生激光束,所述半导体激光谐振器包括:增益介质层,包括半导体材料且包括由至少一个沟槽形成的至少一个突起以在所述增益介质层的上部中突出,其中所述至少一个突起配置为将所述激光束限制为在所述至少一个突起中的驻波。

【技术特征摘要】
2015.09.30 KR 10-2015-01380041.一种半导体激光谐振器,配置为产生激光束,所述半导体激光谐振器包括:增益介质层,包括半导体材料且包括由至少一个沟槽形成的至少一个突起以在所述增益介质层的上部中突出,其中所述至少一个突起配置为将所述激光束限制为在所述至少一个突起中的驻波。2.如权利要求1所述的半导体激光谐振器,还包括提供在所述增益介质层之外的金属层,所述金属层配置为限制从所述增益介质层产生的激光束。3.如权利要求2所述的半导体激光谐振器,还包括提供在所述增益介质层和所述金属层之间的缓冲层,所述缓冲层配置为减轻从所述增益介质层产生的激光束的光学损耗。4.如权利要求1所述的半导体激光谐振器,还包括提供在所述增益介质层之外的介电层,所述介电层配置为限制从所述增益介质层产生的激光束且使其折射率与所述增益介质层的折射率不同。5.如权利要求1所述的半导体激光谐振器,其中所述增益介质层的下部配置为进一步将所述激光束限制在其中。6.如权利要求1所述的半导体激光谐振器,其中所述增益介质层为圆柱形状或矩形形状。7.如权利要求1所述的半导体激光谐振器,其中所述沟槽具有选自线形状、圆形形状、多边形形状和环形形状的至少一个平面形状。8.如权利要求1所述的半导体激光谐振器,其中所述至少一个突起包括沿着所述增益介质层的外边缘设置的至少一个第一突起。9.如权利要求8所述的半导体激光谐振器,其中所述至少一个突起还包括从所述至少一个第一突起向内设置的至少一个第二突起。10.如权利要求1所述的半导体激光谐振器,其中所述增益介质层包括有源层。11.如权利要求10所述的半导体激光谐振器,其中所述有源层包括III-V族半导体材料、II-VI族半导体材料和量子点的至少一个。12.如权利要求10所述的半导体激光谐振器,其中所述增益介质层还包括设置在所述有源层的第一表面上的第一外覆层和设置在所述有源层的第二表面上的第二外覆层。13.如权利要求1所述的半导体激光谐振器,还包括:第一接触层,设置在所述增益介质层的第一表面上;以及第二接触层,设置在所述增益介质层的第二表面上。14.如权利要求13所述的半导体激光谐振器,其中所述第一接触层对应于所述至少一个突起。15.如权利要求13所述的半导体激光谐振器,其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:白瓒郁金孝哲朴研相
申请(专利权)人:三星电子株式会社
类型:发明
国别省市:韩国,KR

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