【技术实现步骤摘要】
一种设有等离激元耦合层的半导体激光元件
[0001]本专利技术涉及半导体光电器件
,具体而言,涉及一种设有等离激元耦合层的半导体激光元件。
技术介绍
[0002]激光器广泛应用于激光显示、激光电视、激光投影仪、通讯、医疗、武器、制导、测距、光谱分析、切割、精密焊接、高密度光存储等领域。激光器的各类很多,分类方式也多样,主要有固体、气体、液体、半导体和染料等类型激光器;与其他类型激光器相比,全固态半导体激光器具有体积小、效率高、重量轻、稳定性好、寿命长、结构简单紧凑、小型化等优点。激光器与氮化物半导体发光二极管存在较大的区别,1)激光是由载流子发生受激辐射产生,光谱半高宽较小,亮度很高,单颗激光器输出功率可在W级,而氮化物半导体发光二极管则是自发辐射,单颗发光二极管的输出功率在mW级;2)激光器的使用电流密度达KA/cm2,比氮化物发光二极管高2个数量级以上,从而引起更强的电子泄漏、更严重的俄歇复合、极化效应更强、电子空穴不匹配更严重,导致更严重的效率衰减Droop效应;3)发光二极管自发跃迁辐射,无外界作用,从高能级跃迁到低能级的非相干光,而激光器为受激跃迁辐射,感应光子能量应等于电子跃迁的能级之差,产生光子与感应光子的全同相干光;4)原理不同:发光二极管为在外界电压作用下,电子空穴跃迁到量子阱或p
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n结产生辐射复合发光,而激光器需要激射条件满足才可激射,必须满足有源区载流子反转分布,受激辐射光在谐振腔内来回振荡,在增益介质中的传播使光放大,满足阈值条件使增益大于损耗,并最终输出激光。氮化物 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种设有等离激元耦合层的半导体激光元件,从下至上依次包括衬底(100)、下限制层(101)、下波导层(102),有源层(103)、上波导层(104)、电子阻挡层(105)、上限制层(106),其特征在于:有源层(103)与上波层(104)之间和上波导层(104)与电子阻挡层(105)之间设有等离激元耦合层(107);所述有源层(103)为阱层和垒层组成的周期结构,周期数为3≥m≥1,阱层为InGaN、InN、AlInN、GaN的任意一种或任意组合,厚度为10~80埃米,垒层为GaN、AlGaN、AlInGaN、AlN、AlInN的任意一种或任意组合,厚度为10~120埃米;上波导层(104)为GaN、InGaN、AlInGaN的任意一种或任意组合,厚度为50~1000nm;所述电子阻挡层(105)为GaN、AlGaN、AlInGaN、AlN、AlInN的任意一种或任意组合,厚度为20~1000nm。2.如权利要求1所述的一种设有等离激元耦合层的半导体激光元件,其特征在于,所述等离激元耦合层(107)为Fe3O4@Au、Mo2TiC2O2、TiC2F2、Mo2Ti2C3O2、Ti3AlCl2、Sb2S3‑
In2S3CdS的任意一种或任意组合的三维魔角多层结构。3.如权利要求2所述的一种设有等离激元耦合层的半导体激光元件,其特征在于,所述等离激元耦合层(107)的任意组合包括以下二元组合的三维魔角多层结构:Fe3O4@Au/Mo2TiC2O2,Fe3O4@Au/TiC2F2,Fe3O4@Au/Mo2Ti2C3O2,Fe3O4@Au/Ti3AlCl2,Fe3O4@Au/Sb2S3‑
In2S3CdS,Mo2TiC2O2/TiC2F2,Mo2TiC2O2/Mo2Ti2C3O2,Mo2TiC2O2/Ti3AlCl2,Mo2TiC2O2/Sb2S3‑
In2S3CdS,TiC2F2/Mo2Ti2C3O2,TiC2F2/Ti3AlCl2,TiC2F2/Sb2S3‑
In2S3CdS,Mo2Ti2C3O2/Ti3AlCl2,Mo2Ti2C3O2/Sb2S3‑
In2S3CdS,Ti3AlCl2/Sb2S3‑
In2S3CdS。4.如权利要求2所述的一种设有等离激元耦合层的半导体激光元件,其特征在于,所述等离激元耦合层(107)的任意组合包括以下三元组合的三维魔角多层结构:BaTiO3/BAs/PbTiO3,BaTiO3/BAs/FAPbI3,BaTiO3/BAs/CsPbI3,BaTiO3/BAs/Bi2O2Se,BaTiO3/PbTiO3/FAPbI3,BaTiO3/PbTiO3/CsPbI3,BaTiO3/PbTiO3/Bi2O2Se,BaTiO3/FAPbI3/CsPbI3,BaTiO3/FAPbI3/Bi2O2Se,BaTiO3/CsPbI3/Bi2O2Se,BAs/PbTiO3/FAPbI3,BAs/PbTiO3/CsPbI3,BAs/PbTiO3/Bi2O2Se,BAs/FAPbI3/CsPbI3,BAs/FAPbI3/Bi2O2Se,BAs/CsPbI3/Bi2O2Se,PbTiO3/FAPbI3/CsPbI3,PbTiO3/FAPbI3/Bi2O2Se,PbTiO3/CsPbI3/Bi2O2Se,FAPbI3/CsPbI3/Bi2O2Se。5.如权利要求2所述的一种设有等离激元耦合层的半导体激光元件,其特征在于,所述等离激元耦合层(107)的任意组...
【专利技术属性】
技术研发人员:李水清,王星河,张会康,黄军,胡志勇,蔡鑫,刘紫涵,季徐芳,蒙磊,
申请(专利权)人:安徽格恩半导体有限公司,
类型:发明
国别省市:
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