透过式兼输出镜的半导体可饱和吸收镜制造技术

一种透过式兼输出镜的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中包括：一半绝缘衬底；在半绝缘衬底的下面镀有高反膜；一缓冲层，该缓冲层制作在半绝缘衬底上；一吸收区，该吸收区制作在缓冲层上；一增透膜，该增透膜镀在吸收区上。本发明专利技术可由于固体激光器的被动锁模，实现超短脉冲激光的输出。（*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适用于1060nm附近波长固体激光器被动锁模用半导体可饱和吸收镜，特别是指一种透过式兼输出镜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方法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镀为反法布里-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镀。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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种透过式兼输出镜的半导体可饱和吸收镜，其可由于固体激光器的被动锁模，实现超短脉冲激光的输出。本专利技术提出了一种新型的透过式兼输出镜的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，除了缓冲层外，它只需要生长三层半导体材料，厚度只有几十纳米，而传统的方法需要生长几十层半导体材料，厚度达到几个微米，大大节省了材料生长费用。这种新方法也未考虑采用反法布里-帕罗腔结构。实验证明，对于皮秒量级的锁模来说，非反法布里-帕罗腔结构所增加的色散并未使得脉冲宽镀增加多少。反法布里-帕罗腔结构只是在飞秒量级的锁模中才是必须的。为了作为输出镜，这种结构的吸收体的衬底面减薄抛光后镀高反膜；为了防止法布里-帕罗效应带来的脉冲展宽，外延面(迎光面)镀增透膜。高反膜和增透膜都采用介质材料，后者的光损伤阈值要比半导体材料高得多。本专利技术1、一种透过式兼输出镜的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中包括一半绝缘衬底；在半绝缘衬底的下面镀有高反膜；一缓冲层，该缓冲层制作在半绝缘衬底上；一吸收区，该吸收区制作在缓冲层上；一增透膜，该增透膜镀在吸收区上。其中吸收区包括一下垒区 一阱区，该阱区制作在下垒区上；一上垒区，该上垒区制作在阱区上。其中下垒区、上垒区为砷化镓材料。其中阱区为砷化镓铟材料。其中缓冲层的厚度为200nm～500nm。其中下垒区、上垒区的厚度为20nm～30nm。其中阱区采用低温生长，生长温度为550℃，厚度在8nm～15nm。其中该衬底进行减薄，减薄到100μm～200μm。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是本专利技术的材料生长结构图。图2是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，本专利技术一种透过式兼输出镜的半导体可饱和吸收镜，其中包括一半绝缘衬底12；在半绝缘衬底12的下面镀有高反膜11，该半绝缘衬底12进行减薄，减薄到100μm～200μm；一缓冲层13，该缓冲层13制作在半绝缘衬底12上，该缓冲层13的厚度为200nm～500nm；一吸收区20，该吸收区20制作在缓冲层13上；一增透膜17，该增透膜17镀在吸收区20上。其中吸收区20包括一下垒区14，该下垒区14为砷化镓材料，该下垒区14的厚度为20nm～30nm；一阱区15，该阱区15制作在下垒区14上，该阱区15采用低温生长，生长温度为550℃，厚度在8nm～15nm；一上垒区16，该上垒区16为砷化镓材料，该上垒区16制作在阱区15上，该上垒区16的厚度为20nm～30nm，该中阱区15为砷化镓铟材料。实施例本专利技术透过式兼输出镜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，对于图2所示的直腔结构尤其适用。本实施例的Nd:YAG激光器被动锁模激光器包括808nm半导体泵源1，Nd:YAG激光晶体左测镀808nm高透过率，1060nm高反射率膜层2，Nd:YAG激光晶体3，聚焦透镜4，半导体可饱和吸收镜5，激光输出方向6。1060nm高反射率膜层2和半导体可饱和吸收镜5构成激光谐振腔的两个端镜。半导体可饱和吸收镜5的增透膜方向迎向激光晶体，高反膜迎向激光输出方向6。聚焦透镜4将光束聚焦在半导体可饱和吸收镜上，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镀阈值。权利要求1.一种透过式兼输出镜的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中包括一半绝缘衬底；在半绝缘衬底的下面镀有高反膜；一缓冲层，该缓冲层制作在半绝缘衬底上；一吸收区，该吸收区制作在缓冲层上；一增透膜，该增透膜镀在吸收区上。2.根据权利要求1所述的透过式兼输出镜的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中吸收区包括一下垒区；一阱区，该阱区制作在下垒区上；一上垒区，该上垒区制作在阱区上。3.根据权利要求2所述的透过式兼输出镜的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中下垒区、上垒区为砷化镓材料。4.根据权利要求2所述的透过式兼输出镜的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中阱区为砷化镓铟材料。5.根据权利要求1所述的透过式兼输出镜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所述的透过式兼输出镜的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中下垒区、上垒区的厚度为20nm～30nm。7.根据权利要求1所述的透过式兼输出镜的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中阱区采用低温生长，生长温度为550℃，厚度在8nm～15nm。8.根据权利要求1所述的透过式兼输出镜的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中该衬底进行减薄，减薄到100μm～200μm。全文摘要一种透过式兼输出镜的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中包括一半绝缘衬底；在半绝缘衬底的下面镀有高反膜；一缓冲层，该缓冲层制作在半绝缘衬底上；一吸收区，该吸收区制作在缓冲层上；一增透膜，该增透膜镀在吸收区上。本专利技术可由于固体激光器的被动锁模，实现超短脉冲激光的输出。文档编号H01S3/098GK1705174SQ20041004606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】
一种透过式兼输出镜的半导体可饱和吸收镜，其特征在于，其中包括：一半绝缘衬底；在半绝缘衬底的下面镀有高反膜；一缓冲层，该缓冲层制作在半绝缘衬底上；一吸收区，该吸收区制作在缓冲层上；一增透膜，该增透膜镀在吸收区上 。

【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]