双光栅半导体激光器制造技术

本发明专利技术提供了一种双光栅半导体激光器，包括分布反射镜区和分布反馈区。其中，分布反射镜区包括：第一N电极，形成于第一衬底的下表面；第一衬底；第一量子阱材料层，形成于第一衬底的上表面；第一光栅，形成于第一量子阱材料层之上；第一包层材料，形成于第一光栅之上；分布反馈区包括：第二N电极，形成于第二衬底的下表面；第二衬底；第二量子阱材料层，形成于第二衬底的上表面；第二光栅，形成于第二量子阱材料层之上；第二包层材料，形成于第二光栅之上；第一P电极，形成于第二包层材料之上；其中，第一光栅的高度大于第二光栅的高度，且第二光栅的高度为5～200nm。的高度为5～200nm。的高度为5～200nm。

【技术实现步骤摘要】
双光栅半导体激光器


[0001]本专利技术涉及光电子器件领域，具体涉及一种双光栅半导体激光器。

技术介绍

[0002]基于InP材料的半导体激光器是光通信系统中重要的光源器件，它具有体积小、功耗低、易于集成及可调制的优点。为了避免在传输过程中出现严重的色散等问题，通信用的激光器要有较好的单模特性。
[0003]在激光器中引入分布反馈光栅结构是获得单模工作的半导体的重要手段。但是传统的分布反馈激光器中由于单一光栅无法同时产生单模与实时监测单模，使得激光器件中不能稳定地输出单模激光，导致激光器的光谱线宽不稳定。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供了一种双光栅半导体激光器，包括：
[0005]分布反射镜区，适用于将入射到上述分布反射镜区的光进行反射，包括：
[0006]第一N电极，形成于第一衬底的下表面；
[0007]上述第一衬底；
[0008]第一量子阱材料层，形成于上述第一衬底的上表面；
[0009]第一光栅，形成于上述第一量子阱材料层之上；
[0010]第一包层材料，形成于上述第一光栅之上；
[0011]分布反馈区，适用于对上述分布反射镜区反射的光进行选模，实现单模发光，包括：
[0012]第二N电极，形成于第二衬底的下表面；
[0013]上述第二衬底；
[0014]第二量子阱材料层，形成于上述第二衬底的上表面；
[0015]第二光栅，形成于上述第二量子阱材料层之上；
[0016]第二包层材料，形成于上述第二光栅之上；
[0017]第一P电极，形成于上述第二包层材料之上；
[0018]其中，上述第一光栅的高度大于上述第二光栅的高度，且上述第二光栅的高度为5～200nm。
[0019]根据本专利技术的实施例，上述第一光栅包括：
[0020]第一光栅材料层，形成于上述第一量子阱材料层之上；
[0021]第一间隔层，形成于上述第一光栅材料层之上；
[0022]第二光栅材料层，形成于上述第一间隔层之上。
[0023]根据本专利技术的实施例，上述第二光栅包括：
[0024]第三光栅材料层，形成于上述第二量子阱材料层之上。
[0025]根据本专利技术的实施例，双光栅半导体激光器，还包括：
[0026]分布反射镜区，适用于将入射到上述分布反射镜区的光进行反射，包括：
[0027]第三N电极，形成于第三衬底的下表面；
[0028]上述第三衬底；
[0029]第三光栅，形成于上述第三衬底的上表面；
[0030]第三包层材料，形成于上述第三光栅之上；
[0031]分布反馈区，适用于对上述分布反射镜区反射的光进行选模，实现单模发光，包括：
[0032]第四N电极，形成于第四衬底的下表面；
[0033]上述第四衬底；
[0034]波导材料层，形成于上述第四衬底的上表面；
[0035]第三量子阱材料层，形成于上述波导材料层之上；
[0036]第四光栅，形成于上述第三量子阱材料层之上；
[0037]第四包层材料，形成于上述第四光栅之上；
[0038]第二P电极，形成于上述第四包层材料之上。
[0039]根据本专利技术的实施例，构成上述第三光栅的材料种类与厚度与上述波导材料层的材料种类与厚度相同，且厚度均为100～1000nm；上述第四光栅，包括第四光栅材料层。
[0040]根据本专利技术的实施例，上述第一N电极与上述第二N电极、上述第三N电极以及上述第四N电极相同；
[0041]上述第一衬底与上述第二衬底、上述第三衬底以及上述第四衬底相同；
[0042]构成上述第一量子阱材料层与上述第二量子阱材料层以及上述第三量子阱材料层的材料种类及厚度相同，均包括InGaAsP材料以及InGaAlAs材料中的一种；
[0043]构成上述第一包层材料与上述第二包层材料、上述第三包层材料以及上述第四包层材料的材料种类相同，适用于提供对上述激光器中光和电的限制；
[0044]上述第一P电极与上述第二P电极相同；
[0045]构成上述第一光栅材料层与上述第三光栅材料层以及上述第四光栅材料层的材料种类以及厚度相同。
[0046]根据本专利技术的实施例，上述第一包层材料与上述第二包层材料的厚度相同，均为500～2500nm；
[0047]上述第三包层材料与上述第四包层材料的厚度不同，但上述第三包层材料的顶部与上述第四包层材料的顶部持平，其中，第三包层材料与上述第四包层材料的厚度，均为500～2500nm；
[0048]上述第一光栅材料层、上述第三光栅材料层以及上述第四光栅材料层的厚度均为5～200nm；
[0049]上述第二光栅材料层的厚度均为10～300nm；
[0050]上述第一间隔层的厚度为10nm。
[0051]根据本专利技术的实施例，上述第一量子阱材料层、上述第二量子阱材料层以及上述第三量子阱材料层均包括1个或多个量子阱，适用于作为产生激光的增益材料；其中，上述多个量子阱结构相同。
[0052]根据本专利技术的实施例，在上述第二光栅以及上述第四光栅结构中分别引入一个或
多个相移光栅结构；其中，上述多个相移光栅结构相同。
[0053]根据本专利技术的实施例，上述分布反馈区，还包括：
[0054]第一接触层材料，形成于上述第二包层材料与上述第一P电极之间；
[0055]第二接触层材料，形成于上述第四包层材料与上述第二P电极之间；
[0056]其中，构成上述第一接触层材料与上述第二接触层材料的材料种类以及厚度均相同，厚度均为50～500nm。
[0057]根据本专利技术的实施例，本申请提供的双光栅半导体激光器，一方面引入双光栅结构，另一方面由于分布反射镜区的光栅的高度大于光反馈区的光栅的高度，因而导致分布反射镜区的光栅对光的反馈能力大于光反馈区的光栅对光的反馈能力，使得激光器件中较为稳定地输出单模激光，导致激光器的光谱线宽较为稳定。
附图说明
[0058]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述内容以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0059]图1是本专利技术第一实施例提供的双光栅半导体激光器示意图；
[0060]图2是本专利技术第二实施例提供的双光栅半导体激光器示意图。
[0061]上述附图中，对应的附图标记说明如下：
[0062]11：第一N电极；
[0063]12：第一衬底；
[0064]13：第一量子阱材料层；
[0065]14：第一包层材料；
[0066]21：第二N电极；
[0067]22：第二衬底；
[0068]23：第二量子阱材料层；
[0069]24：第二包层材料；
[0070]25：第一P电极；
[0071]31：第三N电极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双光栅半导体激光器，包括：分布反射镜区，适用于将入射到所述分布反射镜区的光进行反射，包括：第一N电极，形成于第一衬底的下表面；所述第一衬底；第一量子阱材料层，形成于所述第一衬底的上表面；第一光栅，形成于所述第一量子阱材料层之上；第一包层材料，形成于所述第一光栅之上；分布反馈区，适用于对所述分布反射镜区反射的光进行选模，实现单模发光，包括：第二N电极，形成于第二衬底的下表面；所述第二衬底；第二量子阱材料层，形成于所述第二衬底的上表面；第二光栅，形成于所述第二量子阱材料层之上；第二包层材料，形成于所述第二光栅之上；第一P电极，形成于所述第二包层材料之上；其中，所述第一光栅的高度大于所述第二光栅的高度，且所述第二光栅的高度为5～200nm。2.根据权利要求1所述的激光器，其中，所述第一光栅包括：第一光栅材料层，形成于所述第一量子阱材料层之上；第一间隔层，形成于所述第一光栅材料层之上；第二光栅材料层，形成于所述第一间隔层之上。3.根据权利要求1所述的激光器，其中，所述第二光栅包括：第三光栅材料层，形成于所述第二量子阱材料层之上。4.根据权利要求1所述的激光器，还包括：分布反射镜区，适用于将入射到所述分布反射镜区的光进行反射，包括：第三N电极，形成于第三衬底的下表面；所述第三衬底；第三光栅，形成于所述第三衬底的上表面；第三包层材料，形成于所述第三光栅之上；分布反馈区，适用于对所述分布反射镜区反射的光进行选模，实现单模发光，包括：第四N电极，形成于第四衬底的下表面；所述第四衬底；波导材料层，形成于所述第四衬底的上表面；第三量子阱材料层，形成于所述波导材料层之上；第四光栅，形成于所述第三量子阱材料层之上；第四包层材料，形成于所述第四光栅之上；第二P电极，形成于所述第四包层材料之上。5.根据权利要求4所述的激光器，其中，构成所述第三光栅的材料种类与厚度与所述波导材料层的材料种类与厚度相同，且厚度均为100～1000nm；
所述第四光栅，包括第...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁松，郭竟，朱旭愿，李振宇，李欢，
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：