量子级联激光器制造技术

一种量子级联激光器，包括：激光器结构，包括第一端面和第二端面、半导体台面和支撑基底，第一端面和第二端面在第一轴的方向上排列，半导体台面具有布置在第一端面和第二端面之间的第一台面部分和第二台面部分；以及，半导体台面上的第一电极。半导体台面在第一台面部分和第二台面部分之间的边界处具有第一台面宽度，以及具有在第二台面部分的端部处具有小于第一台面宽度的第二台面宽度，并且在从边界到第二端面的方向上具有从第一台面宽度变化的宽度。第二台面部分包括高比电阻区，该高比电阻区具有比包括在第一台面部分和第二台面部分中的导电半导体区的比电阻高的比电阻。

【技术实现步骤摘要】
量子级联激光器
本专利技术涉及量子级联激光器。本申请要求2018年4月3日提交的申请号为No.2018-071695的日本专利的优先权，该申请通过引用整体并入本文。
技术介绍
称为非专利文献1的ThierryAellen、StephaneBlaser、MattiasBeck、DanielHofstetter和JeromeFaist的“Continuous-wavedistributed-feedbackquantum-cascadelaseronPeltiercooler(珀耳帖冷却器上的连续波分布反馈量子级联激光器)”，AppliedPhysicsLetters，83(10)，第1929-1931页，2003年10月公开了量子级联激光器。
技术实现思路
根据本实施例的一个方面的量子级联激光器包括：激光器结构，其包括第一端面、第二端面、半导体台面和支撑基底，该第一端面和该第二端面在第一轴的方向上排列，该半导体台面具有第一台面部分和第二台面部分，该支撑基底安装所述半导体台面；以及，设置在半导体台面上的第一电极。第一台面部分从第一端面延伸。第一台面部分和第二台面部分布置在第一端面和第二端面之间。第二台面部分具有端部。半导体台面在第一台面部分和第二台面部分之间的边界处具有第一台面宽度。第二台面部分在第二台面部分的端部处具有第二台面宽度。第二台面宽度小于第一台面宽度。第二台面部分在从边界到第二端面的方向上具有从第一台面宽度变化的宽度。半导体台面包括导电半导体区和核心层。导电半导体区和核心层从第一端面延伸超过边界。第二台面部分包括高比电阻区，该高比电阻区具有比导电半导体区的比电阻高的比电阻。附图说明通过参考附图进行的本专利技术优选实施例的以下详细描述，本专利技术的上述目的和其他目的、特征和优点变得更加明显。图1是示出根据实施例的示例的量子级联激光器的示意图。图2A是沿图1中所示的线IIa-IIa截取的示意性横截面图。图2B是沿图1中所示的线IIb-IIb截取的示意性横截面图。图2C是沿图1中所示的线IIc-IIc截取的示意性横截面图。图2D是沿图1中所示的线IId-IId截取的示意性横截面图。图3A是示出量子级联激光器DV和CV的横向近场模式的图。图3B是示出量子级联激光器DV和CV的垂直近场模式的图。图3C是示出量子级联激光器DV和CV的横向远场模式的图。图3D是示出量子级联激光器DV和CV的垂直远场模式的图。图4A是示出包括通过透镜彼此光学耦合的量子级联激光器和光波导结构的光学设备的示意图。图4B是示出包括彼此光学耦合的量子级联激光器和光波导结构的光学设备的示意图。图5A是示出根据实施例的示例的制造量子级联激光器的方法中的主要步骤的示意性横截面图。图5B是示出根据实施例的示例的方法中的主要步骤的示意性横截面图。图5C是示出根据实施例的示例的方法中的主要步骤的示意性横截面图。图6A是示出根据实施例的示例的方法中的主要步骤的示意性横截面图。图6B是示出根据实施例的示例的方法中的主要步骤的示意性平面图。图6C是示出根据实施例的示例的方法中的主要步骤的示意性平面图。图7A是示出根据实施例的示例的方法中的主要步骤的示意性平面图。图7B是示出根据实施例的示例的方法中的主要步骤的示意性横截面图。图7C是示出根据实施例的示例的方法中的主要步骤的示意性横截面图。图7D是示出根据实施例的示例的方法中的主要步骤的示意性横截面图。图7E是示出根据实施例的示例的方法中的主要步骤的示意性横截面图。图8A是示出根据实施例的示例中的量子级联激光器的示意性横截面图。图8B是沿图8A中所示的线VIIb-VIIb截取的横截面图。图8C是沿图8A中所示的线VIIc-VIIc截取的横截面图。图9A是示出根据实施例的另一示例中的量子级联激光器的示意性横截面图。图9B是沿图9A中所示的线IXb-IXb截取的横截面图。图9C是沿图9A中所示的线IXc-IXc截取的横截面图。图10A是示出根据该实施例的又一示例的示例性量子级联激光器的示意性横截面图。图10B是沿图10A中所示的线Xb-Xb截取的横截面图。图10C是沿图10A中所示的线Xc-Xc截取的横截面图。图11A是示出根据该实施例的又一示例的量子级联激光器的示意性横截面图。图11B是沿图11A中所示的线XIb-XIb截取的横截面图。图11C是沿图11A中所示的线XIc-XIc截取的横截面图。图12A是示出根据该实施例的另一示例的量子级联激光器的示意性横截面图。图12B是沿图12A中所示的线XIIb-XIIb截取的横截面图。图12C是沿图12A中所示的线XIIc-XIIc截取的横截面图。图13A是示出根据该实施例的又一示例的量子级联激光器的示意性横截面图。图13B是示出根据该实施例的又一示例的量子级联激光器的示意性横截面图。图14A是示出根据该实施例的又一示例的量子级联激光器的示意性横截面图。图14B是示出根据该实施例的又一示例的量子级联激光器的示意性横截面图。图15是示出根据该实施例的又一示例的量子级联激光器的示意性横截面图。具体实施方式专利技术人的发现揭示了在中红外波长(3至20微米)发射激光的量子级联激光器在发射水平方面具有大角度发散。所寻求的是提供允许辐射角在期望的角度范围内的一种中红外量子级联激光器。此外，量子级联激光器在激光发射中需要大量的电力输入。特别地，这种电力被注入到量子级联激光器的波导中，导致大功耗提高了量子级联激光器的工作温度。使量子级联激光器的波导沿波导宽度变化可以允许控制其辐射角，从而使角发散减小到期望的角度范围。在波导的形状中的这种变化也可以改变量子级联激光器中的温度分布，这可以扩大温度分布中的两个极值之间的差异。需要的是提供一种量子级联激光器，所述量子级联激光器具有使发射的光的强度的角度发散可调节并使其热容差高的结构。将给出根据实施例的示例的描述。根据实施例的示例的量子级联激光器包括：(a)激光器结构，其包括第一端面、第二端面、半导体台面和支撑基底，第一端面和第二端面在第一轴的方向上排列，半导体台面具有第一台面部分和第二台面部分，支撑基底安装半导体台面；以及(b)布置在半导体台面上的第一电极。第一台面部分从第一端面延伸。第一台面部分和第二台面部分布置在第一端面和第二端面之间。第二台面部分具有端部。半导体台面在第一台面部分和第二台面部分之间的边界处具有第一台面宽度。第二台面部分在第二台面部分的端部具有第二台面宽度。第二台面宽度小于第一台面宽度。第二台面部分在从边界到第二端面的方向上具有从第一台面宽度变化的宽度。半导体台面包括导电半导体区和核心层。导电半导体区和核心层从第一端面延伸超出边界。第二台面部分包括高比电阻区，并且高比电阻区具有比导电半导体区的比电阻高的比电阻。量子级联激光器为半导体台面不仅提供第一台面部分，还提供第二台面部分，该第二台面部分在从第一台面部分和第二台面部分之间的边界到第二端面的方向上具有从第一台面宽度变化的宽度。第二台面部分以小辐射角提供给从第二端面发射的光。第二台面部分提供有高比电阻半导体区，其可以限制从第一电极供应到第二台面部分的电力量，从而防止在第二台面部分的窄端部部分中发生电流集中。在根据实施例的示例的量子级联激光器中，高比电阻区到达第二端面。量子级联本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子级联激光器，包括：激光器结构，所述激光器结构包括第一端面、第二端面、半导体台面和支撑基底，所述第一端面和所述第二端面在第一轴的方向上排列，所述半导体台面具有第一台面部分和第二台面部分，所述支撑基底安装所述半导体台面；以及第一电极，所述第一电极布置在所述半导体台面上；所述第一台面部分从所述第一端面延伸；所述第一台面部分和所述第二台面部分布置在所述第一端面和所述第二端面之间；所述第二台面部分具有端部；所述半导体台面在所述第一台面部分和所述第二台面部分之间的边界处具有第一台面宽度；所述第二台面部分在所述第二台面部分的所述端部处具有第二台面宽度；所述第二台面宽度小于所述第一台面宽度；所述第二台面部分在从所述边界到所述第二端面的方向上具有从所述第一台面宽度变化的宽度；所述半导体台面包括导电半导体区和核心层；所述导电半导体区和所述核心层从所述第一端面延伸超过所述边界；所述第二台面部分包括高比电阻区；以及所述高比电阻区具有比所述导电半导体区的比电阻高的比电阻。

【技术特征摘要】
2018.04.03 JP 2018-0716951.一种量子级联激光器，包括：激光器结构，所述激光器结构包括第一端面、第二端面、半导体台面和支撑基底，所述第一端面和所述第二端面在第一轴的方向上排列，所述半导体台面具有第一台面部分和第二台面部分，所述支撑基底安装所述半导体台面；以及第一电极，所述第一电极布置在所述半导体台面上；所述第一台面部分从所述第一端面延伸；所述第一台面部分和所述第二台面部分布置在所述第一端面和所述第二端面之间；所述第二台面部分具有端部；所述半导体台面在所述第一台面部分和所述第二台面部分之间的边界处具有第一台面宽度；所述第二台面部分在所述第二台面部分的所述端部处具有第二台面宽度；所述第二台面宽度小于所述第一台面宽度；所述第二台面部分在从所述边界到所述第二端面的方向上具有从所述第一台面宽度变化的宽度；所述半导体台面包括导电半导体区和核心层；所述导电半导体区和所述核心层从所述第一端面延伸超过所述边界；所述第二台面部分包括高比电阻区；以及所述高比电阻区具有比所述导电半导体区的比电阻高的比电阻。2.根据权利要求1所述的量子级联激光器，其中所述高比电阻区到达所述第二端面。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥本顺一，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP