表面态驰豫区的半导体可饱和吸收镜制造技术

一种表面态驰豫区的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，包括：一衬底；一缓冲层，该缓冲层制作在衬底上；一布拉格反射镜，该布拉格反射镜制作在缓冲层上，形成一高反射率的反射镜；一吸收区，该吸收区制作在布拉格反射镜上，采用常温生长的吸收区，非饱和损耗较小；一盖层，该盖层制作在吸收区上，该盖层与空气间高密度的表面态是载流子驰豫的通道。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种表面态驰豫区的半导体可饱和吸收镜，特别是指一种适用于1060nm附近波长固体激光器被动锁模用的半导体可饱和吸收镜。
技术介绍
近年来超短脉冲激光技术得到迅速的发展，带动了超短脉冲激光(皮秒、飞秒)在物理、化学、生物医学等领域的发展，促进了上述学科的变革。自1992年起，以瑞士联邦工业学院的凯勒等人为主，国际上掀起了研制半导体可饱和吸收镜的热潮。这种被动锁模吸收体采用MOCVD或MBE低温生长方法来生长非饱和光吸收区和载流子驰豫区(通常两者是合二为一的)，在衬底和吸收区之间生长布拉格反射镜。吸收区和布拉格反射镜的光学长度为反法布里-帕罗腔(即往返光程为波长的半整数倍，以减少色散)。通过改变吸收区(载流子驰豫区)的生长温度来控制饱和恢复时间；通过改变吸收区的厚度来改变调制深度。人们用这样的器件实现了许多波长区域固体激光器的被动锁模。传统的半导体可饱和吸收镜的驰豫区与吸收区合二为一，采用低温生长制作。例如对于1060nm波长附近的半导体可饱和吸收镜，采用低温生长In0.25Ga0.75As层作为非线性吸收区兼载流子快速驰豫区(驰豫时间在皮秒量级)。这种低温生长材料含有很多缺陷，会带来大量的非饱和损耗，进而容易使半导体可饱和吸收镜在锁模激光器大功率运转时损坏，或者缩短半导体可饱和吸收镜在小功率运转下的寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种表面态驰豫区的半导体可饱和吸收镜一种表面态驰豫区的1060nm波长附近固体激光器被动锁模用的半导体可饱和吸收镜，与传统方法相比，吸收区仍然采用In0.25Ga0.75As材料，不过不用低温生长而采用常温生长，这样就不能继续兼作载流子驰豫区，但是大大降低了非饱和损耗。传统的吸收区上面的GaAs盖层很厚，一般在10nm左右或更多。而这种新型吸收镜的盖层只有几个nm，这就使得吸收区中产生的光生载流子可以通过GaAs/空气界面获得快速驰豫(驰豫时间在皮秒量级，只是不易调节)。这种新型驰豫区的半导体可饱和吸收镜的非饱和损耗大大低于传统的吸收镜。使得半导体可饱和吸收镜的寿命大大延长，并且适用光功率大大增加。本专利技术一种表面态驰豫区的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，包括一衬底；一缓冲层，该缓冲层制作在衬底上； 一布拉格反射镜，该布拉格反射镜制作在缓冲层上，形成一高反射率的反射镜；一吸收区，该吸收区制作在布拉格反射镜上，采用常温生长的吸收区，非饱和损耗较小；一盖层，该盖层制作在吸收区上，该盖层与空气间高密度的表面态是载流子弛豫的通道。其中所述衬底的材料为n+GaAs衬底。其中所述吸收区的材料为In0.25Ga0.75As吸收区。其中所述盖层的材料为GaAs盖层。其中缓冲层的厚度为200nm～500nm。其中吸收区的厚度为8nm～15nm。其中吸收区生长温度为650℃～720℃。其中盖层的厚度为2nm～4nm。附图说明为进一步说明本专利技术的
技术实现思路
，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中图1为本专利技术的材料生长结构图。图2为本专利技术的具体实施应用图。具体实施例方式请参阅图1所示本专利技术一种表面态驰豫区的半导体可饱和吸收镜， 包括一衬底11，该衬底11的材料为n+GaAs衬底；一缓冲层12，该缓冲层12制作在衬底11上，该缓冲层12的厚度为200nm～500nm；一布拉格反射镜13，该布拉格反射镜13制作在缓冲层12上，形成一高反射率的反射镜；一吸收区14，该吸收区14制作在布拉格反射镜13上，采用常温生长的吸收区14，非饱和损耗较小；该吸收区14的材料为In0.25Ga0.75As吸收区；该吸收区14的厚度为8nm～15nm；该吸收区14的生长温度为650℃～720℃；一盖层15，该盖层15制作在吸收区14上，该盖层15与空气间高密度的表面态是载流子弛豫的通道；该盖层15的材料为GaAs盖层；该盖层15的厚度为2nm～4nm。实施例本专利技术的表面态驰豫区的半导体可饱和吸收镜适合于一般的1060nm附近波长的固体激光器被动锁模腔结构。典型结构如图2所示的三镜折叠腔。本实施例的Nd:YAG被动锁模激光器包括808nm半导体泵源1，Nd:YAG激光晶体2，晶体左测镀808nm高透过率，1060nm高反射率膜层，和半导体可饱和吸收镜3构成谐振腔。聚焦透镜4将光束聚焦在半导体可饱和吸收镜3上，光斑直径在几十微米，以达到半导体可饱和吸收镜锁模所需要的功率密度阈值。本实验装置有两路激光输出方向。权利要求1.一种表面态驰豫区的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，包括一衬底；一缓冲层，该缓冲层制作在衬底上；一布拉格反射镜，该布拉格反射镜制作在缓冲层上，形成一高反射率的反射镜；一吸收区，该吸收区制作在布拉格反射镜上，采用常温生长的吸收区，非饱和损耗较小；一盖层，该盖层制作在吸收区上，该盖层与空气间高密度的表面态是载流子弛豫的通道。2.根据权利要求1所述的表面态驰豫区的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中所述衬底的材料为n+GaAs衬底。3.根据权利要求1所述的表面态驰豫区的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中所述吸收区的材料为In0.25Ga0.75As吸收区。4.根据权利要求1所述的表面态驰豫区的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中所述盖层的材料为GaAs盖层。5.根据权利要求1所述的表面态驰豫区的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中缓冲层的厚度为200nm～500nm。6.根据权利要求1或3所述的表面态驰豫区的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中吸收区的厚度为8nm～15nm。7.根据权利要求1、3或6所述的表面态驰豫区的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中吸收区生长温度为650℃～720℃。8.根据权利要求1或4所述的表面态驰豫区的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中盖层的厚度为2nm～4nm。全文摘要一种表面态驰豫区的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，包括一衬底；一缓冲层，该缓冲层制作在衬底上；一布拉格反射镜，该布拉格反射镜制作在缓冲层上，形成一高反射率的反射镜；一吸收区，该吸收区制作在布拉格反射镜上，采用常温生长的吸收区，非饱和损耗较小；一盖层，该盖层制作在吸收区上，该盖层与空气间高密度的表面态是载流子驰豫的通道。文档编号H01S3/098GK1705175SQ20041004606公开日2005年12月7日 申请日期2004年6月3日 优先权日2004年6月3日专利技术者王勇刚, 马骁宇 申请人:中国科学院半导体研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面态驰豫区的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，包括：一衬底；一缓冲层，该缓冲层制作在衬底上；一布拉格反射镜，该布拉格反射镜制作在缓冲层上，形成一高反射率的反射镜；一吸收区，该吸收区制作在布拉格反射镜上，采 用常温生长的吸收区，非饱和损耗较小；一盖层，该盖层制作在吸收区上，该盖层与空气间高密度的表面态是载流子弛豫的通道。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇刚，马骁宇，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]