单模面发射OAM激光器制造技术

本发明专利技术涉及半导体激光器技术领域，提出了一种单模面发射轨道角动量激光器。该激光器的谐振腔腔体为支持回音壁模式的微柱、微环或微盘结构。激光器腔体外侧面刻蚀光栅或缺陷能选出有特定角量子数的回音壁模式成为激光器的激射模式，顶上光栅对所选模式垂直散射输出，该输出为带涡旋相位的行波模式即OAM模式。顶上光栅位于光栅层靠近微柱外侧边的位置，包含两组光栅分别调制模式有效折射率的实部和虚部从而形成行波模式的散射输出。该激光器的腔体积小，损耗低，因此可实现超高速调制。本发明专利技术具有体积小、检测方便、易于集成二维阵列、单模工作、阈值电流低、输出光易于与光纤耦合、能在不同的材料体系上实现等诸多优点。

【技术实现步骤摘要】
单模面发射OAM激光器
本专利技术属于半导体激光器
，涉及一种单模面发射OAM激光器。
技术介绍
随着通讯行业的飞速发展，大数据、云计算、物联网等对通信容量的需求成指数增长趋势。电磁波角动量包括自旋角动量(SAM)和轨道角动量(OAM)两部分。其中SAM与光子旋转相关，仅有两个正交状态。OAM则与光子波函数空间分布相关，具有“涡旋电磁波”的基本属性，表现为具有涡旋状等相位并且沿涡旋线传播。OAM光束具有涡旋型相位分布和环形空心强度分布。涡旋电磁波中每个光子携带l的轨道角动量，光场分布包含相位exp(ilθ)，不同拓扑荷l的OAM模式是正交的，是除传统平面波的频率幅度相位和偏振态四个维度以外添加的一个新的维度-轨道角动量。OAM光束可以用于光通信，因为它每一个不同的l对应不同的编码状态和不同的信息通道有望成倍提升无线通信系统容量和频谱效率。OAM光束应用很广泛，比如光学显微镜，光量子通信，光量子操控等。产生OAM光束的传统方法是利用螺旋相位板、全息光栅或空间光调制器等相位元件，近年来也有在硅基上制作产生OAM光束的无源器件(X.Cai,etal.,“Integratedcompa本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单模面发射OAM激光器，其特征在于，所述激光器的谐振腔为微柱，所述微柱使激光器的谐振模式为回音壁模式；所述微柱的顶部设有欧姆接触层和光栅层；所述欧姆接触层，用于电流注入，所述欧姆接触层的外沿位于微柱外沿之内，用以避免给激光器的工作模式造成额外损耗；顶上光栅位于所述光栅层上靠近微柱外侧边的位置，包括两组二阶光栅即实部光栅和虚部光栅，所述实部光栅调制模式的有效折射率的实部，所述虚部光栅调制模式的有效折射率的虚部，用以对光场散射形成垂直方向的OAM模式输出；上盖层位于所述光栅层下方，用来控制所述光栅层与回音壁模式作用的大小，从而控制激光器输出的大小；有源区位于所述上盖层下方，用来给所述激光器提供...

【技术特征摘要】
1.一种单模面发射OAM激光器，其特征在于，所述激光器的谐振腔为微柱，所述微柱使激光器的谐振模式为回音壁模式；所述微柱的顶部设有欧姆接触层和光栅层；所述欧姆接触层，用于电流注入，所述欧姆接触层的外沿位于微柱外沿之内，用以避免给激光器的工作模式造成额外损耗；顶上光栅位于所述光栅层上靠近微柱外侧边的位置，包括两组二阶光栅即实部光栅和虚部光栅，所述实部光栅调制模式的有效折射率的实部，所述虚部光栅调制模式的有效折射率的虚部，用以对光场散射形成垂直方向的OAM模式输出；上盖层位于所述光栅层下方，用来控制所述光栅层与回音壁模式作用的大小，从而控制激光器输出的大小；有源区位于所述上盖层下方，用来给所述激光器提供增益；下盖层位于所述有源区之下的微柱下部。2.根据权利要求1所述的单模面发射OAM激光器，其特征在于，在所述有源区中心附近的特定区域形成高阻区，以提高电流注入效率。3.根据权利要求1所述的单模面发射OAM激光器，其特征在于，所述顶上光栅实部光栅和虚部光栅的调制幅度相等。4.根据权利要求3所述的单模面发射OAM激光器，其特征在于，所述实部光栅和虚部光栅的周期数均为M，以对激光器中角量子数m的模式进行散射形成(m-M)阶的行波OAM模式输出。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：国伟华，马向，陆巧银，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42