一种激光器芯片、器件和设备制造技术

技术编号:40346522 阅读:22 留言:0更新日期:2024-02-09 14:32
本申请提供一种激光器芯片、器件和设备,以提高有源区的光学增益,优化量子级联激光器的工作性能。激光器芯片包括多个周期级联的有源层,每个有源层中的有源区包括6个量子阱。这种激光器结构设计能够使得有源区的能带结构设计为上激光能级和下激光能级之间具有更大空间耦合,以通过增加上激光能级和下激光能级之间的偶极子矩阵元来提高增益和激光性能。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体,尤其涉及一种激光器芯片、器件和设备


技术介绍

1、量子级联激光器(quantum cascade laser,qcl)是一种半导体激光器,能够发射光谱在中红外或远红外频段(例如3~30微米)的激光。很多分子的特征吸收峰位于该频段,这使得量子级联激光器具有广阔的应用前景。例如,将量子级联激光器作为检测设备的光源,通过获取样本对激光器所发激光的吸收光谱,来对样本进行成分分析。

2、量子级联激光器包括有源区,电子注入有源区后,在有源区导带的不同子能级之间进行光学跃迁来辐射出光信号。增大有源区的增益是量子级联激光器具有较优工作性能的基础,目前有源区一般被设计为具有声子共振的能带结构,以通过声子共振辅助隧穿效应来提高增益。

3、目前量子级联激光器的有源区设计思路比较有限,其激光能级间的光学增益有限,导致激光器在激射阈值、输出功率和光电效率方面遇到性能瓶颈,制约了量子级联激光器的广泛应用。


技术实现思路

1、本申请提供一种激光器芯片、器件和设备,有利于提高有源区的增益,优化量子本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种激光器芯片,其特征在于,所述激光器芯片包括:

2.根据权利要求1所述的激光器芯片,其特征在于,在每个所述有源区的6个量子阱中,沿所述第一方向设置的第1个量子阱的厚度最小。

3.根据权利要求2所述的激光器芯片,其特征在于,每个所述有源区的第1个量子阱的厚度为14~22埃,每个所述有源区中除第1个量子阱以外的任意一个量子阱的厚度为40~65埃。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的激光器芯片,其特征在于,在每个所述有源区的第2个量子阱至第6个量子阱中,量子阱的厚度沿所述第一方向依次减小。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的激光器芯片,...

【技术特征摘要】

1.一种激光器芯片,其特征在于,所述激光器芯片包括:

2.根据权利要求1所述的激光器芯片,其特征在于,在每个所述有源区的6个量子阱中,沿所述第一方向设置的第1个量子阱的厚度最小。

3.根据权利要求2所述的激光器芯片,其特征在于,每个所述有源区的第1个量子阱的厚度为14~22埃,每个所述有源区中除第1个量子阱以外的任意一个量子阱的厚度为40~65埃。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的激光器芯片,其特征在于,在每个所述有源区的第2个量子阱至第6个量子阱中,量子阱的厚度沿所述第一方向依次减小。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的激光器芯片,其特征在于,每个所述有源区包括6个量子势垒,并且,在每个所述有源区的6个量子势垒中,沿所述第一方向设置的第1个量子势垒的厚度最大。

6.根据权利要求5所述的激光器芯片,其特征在于,每个所述有源区的第1个量子势垒的厚度为25~40埃。

7.根据权利要求5或6所述的激光器芯片,其特征在于,每个所述有源区中除第1个量子势垒以外的任意一个量子势垒的厚度为5~17埃。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的激光器芯片,其特征在于,每个所述注入区包括沿所述第一方向交替设置的多个量子势垒和多个量子阱,其中,每个所述注入区中量子势垒或量...

【专利技术属性】
技术研发人员:程远兵刘志军韩峥彭川范伟
申请(专利权)人:华为技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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