半导体激光器阵列、半导体激光器单管及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种半导体激光器阵列、半导体激光器单管及其制备方法，其中的半导体激光器单管包括外延结构，在外延结构上刻蚀有脊波导，在脊波导上靠近激光器后腔面的位置刻蚀有光栅，光栅包括与激光器后腔面平行的模式选择区和与激光器后腔面形成预设角度的模式过滤区，模式选择区用于将被选定的横模反射回激光器谐振腔内进行振荡放大；模式过滤区用于将未被选定的横模反射出激光器谐振腔。本发明专利技术提供的半导体激光器单管通过对光栅尺寸及形貌的设计选择出特定的横模，本发明专利技术提供的半导体激光器阵列由多个半导体激光器单管构成，可以同时发射多个特定的横模，多个特定的横模可以相同或不同。同或不同。同或不同。

【技术实现步骤摘要】
半导体激光器阵列、半导体激光器单管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体激光器
，特别涉及一种具有横模选择的半导体激光器单管及其制备方法，以及由多个半导体激光器单管构成的半导体激光器阵列。

技术介绍

[0002]半导体激光器在在通信、雷达、激光加工、医疗等领域具有不可替代的重要地位。目前成熟的边发射半导体激光器主要通过脊波导结构实现横模的限制，窄脊波导结构的脊宽一般不超过5微米，以实现单横模激射。当脊宽大于5微米时，器件以多横模的形式工作。典型的高功率半导体激光器单管芯片均为宽脊波导结构，脊宽包括100微米及200微米，9XX纳米波段的这类激光器单管输出功率可超过10W，光电转换效率超过60％，广泛用于激光加工、激光泵浦等领域。
[0003]宽脊波导的边发射激光器为多横模工作，在器件工作时，多个横模共同激射，芯片腔面位置的光斑为多个模式叠加的光斑，多表现为能量分布不均为的线型光斑。然而，对于单个横模，其光斑分布均呈高斯分布，根据波导理论分析结果可知，基模光场为单一的光斑，一阶横模光场为对称的两个光斑，二阶横模为三个光斑，依本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器单管，包括外延结构，其特征在于，在所述外延结构上刻蚀有脊波导，在所述脊波导上靠近激光器后腔面的位置刻蚀有光栅，所述光栅包括与所述激光器后腔面平行的模式选择区和与所述激光器后腔面形成预设角度的模式过滤区，所述模式选择区用于将被选定的横模反射回激光器谐振腔内进行振荡放大；所述模式过滤区用于将未被选定的横模反射出所述激光器谐振腔。2.如权利要求1所述的半导体激光器单管，其特征在于，所述模式过滤区朝所述激光器后腔面的方向倾斜或朝激光器前腔面的方向。3.如权利要求1或2所述的半导体激光器单管，其特征在于，所述外延结构包括衬底和从下至上依次制备在所述衬底上的N型波导层、有源层、P型波导层、P型盖层，从所述P型盖层的两侧向下刻蚀至所述P型波导层，使所述P型盖层未被刻蚀的部分形成所述脊波导。4.如权利要求3所述的半导体激光器单管，其特征在于，在所述脊波导的表面与所述P型波导层被刻蚀部分的表面制备有绝缘层，在所述衬底的底部制备有N型电极层。5.如权利要求3所述的半导体激光器单管，其特征在于，所述光栅从所述P型盖层向下刻蚀至所述P型波导层。6.如权利要求5所述的半导体激光器单管，其特征在于，所述光栅为均匀光栅，所述均匀光栅的周期为0.5μm～20μm，所述均匀光栅的占空比为10％～90％，所述均匀光栅的光栅阶数为1阶～100阶。7.如权利要求3～6中任一项所述的半导体激光器单管，其特征在于，所述半导体激光器单管的腔长为500μm～5000μm，宽度为200μm～800μm，厚度为100μm～300μm。8.如权利要求7所述的半导体激光器单管，其特征在于，所述脊波导的脊宽范围为1μm～200μm，所述脊波导的脊长度与激光器腔长相同，所述脊波导的刻蚀深度0.1μm～5μm；述衬底为GaAs材料或I...

【专利技术属性】
技术研发人员：周寅利，张建伟，张星，宁永强，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：