【技术实现步骤摘要】
本公开属于半导体激光器领域，特别涉及一种高斜率效率光子晶体面发射激光器及制备方法。
技术介绍
1、面发射半导体激光器具有其他激光器（例如气体、固态和光纤激光器）所没有的各种有益特性，例如垂直出射、紧凑、高效率和高可控性，是现代社会各种应用的关键器件，例如通讯器件和各种光学器件等。然而，要实现在面发射单模工作、具有高输出功率和高光束质量的半导体激光器仍然是光子学和激光物理领域的一个最终但难以实现的目标。许多新兴应用都需要这种高功率的半导体激光器，包括下一代激光加工、遥感、远程自由空间通信等。传统半导体激光器受到可支持单模操作的最大发射面积的限制；也就是说，扩大发射面积以增加输出功率会导致多模振荡的发生，从而降低光束质量且在单模时输出功率低。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种高斜率效率光子晶体面发射激光器及制备方法，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
2、本专利技术的技术方案一方面涉及高斜率效率光子晶体面发射激光器制备方法，根据本专利技术的方法包括以下步骤：
3、将光子晶体区域划分为中心谐振区域和外围限制区域；所述中心谐振区域包括用于形成谐振与面发射结构的内层光子晶体，所述外围限制区域包括用于控制反射面内波矢的外圈光子晶体；使得所述外围限制区域晶格位错，以形成边缘位置相位突变，进而限制所述中心谐振区域能量；通过调节光学反馈，以对所述中心谐振区域形成光场限制；在所述中心谐振区域构建中心势阱，以将能量限制在器件中心区域。
4、进一步，所述中心
5、进一步，所述外圈光子晶体的内圈与外圈位错，以形成相位失配。
6、进一步，利用不同类型光子晶体，控制光子带隙宽度，以在所述外围限制区域形成完全带隙。
7、进一步，选择性调节γ-m方向的光学反馈。
8、进一步，利用光子晶体分布方式变换，以形成中心势阱区域。
9、进一步，通过在光子晶体不同位置调整光子晶体晶格大小，以在中心谐振区域构建能量势阱。
10、进一步，按照渐变函数值调整晶格或者孔大小，以改变带隙结构。
11、进一步，所述渐变函数为二次函数，所述二次函数表示如下：
12、
13、或者，所述渐变函数为四次函数，所述四次函数表示如下：
14、
15、或者，所述渐变函数为一次及高次双曲正切函数，所述一次及高次双曲正切函数表示如下：
16、
17、式中，表示不同位置的晶格常数，表示晶格位置矢量，表示初始晶格常数；表示晶格变换的参考中心；表示变换的参考中心区域半径；、、为常数项。
18、进一步，其中，利用光子晶体单胞形状，通过单次刻蚀深度形成光场限制结构。
19、本专利技术的技术方案另一方面涉及高斜率效率光子晶体面发射激光器，采用上述实施例的高斜率效率光子晶体面发射激光器制备方法制备。
20、本专利技术的有益效果如下。
21、本专利技术提出一种高斜率效率光子晶体面发射激光器及制备方法，通过增加侧向周期结构及特殊外延设计，提高光子晶体对非发射方向的限制，进而提升斜率效率，可实现高功率、高效率的单模面发射半导体激光器。本专利技术通过设计外围反射结构的形状、位置，高效制作外圈限制结构，并满足反射相位匹配条件，引导光场能量集中在中心区域，提高工作斜率效率。
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1.一种高斜率效率光子晶体面发射激光器制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述中心谐振区域和所述外围限制区域采用同类型正方晶格光子晶体结构或正交光子晶体结构。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述外圈光子晶体的内圈与外圈位错，以形成相位失配。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用不同类型光子晶体，控制光子带隙宽度，以在所述外围限制区域形成完全带隙。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选择性调节Γ-M方向的光学反馈。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过在光子晶体不同位置调整光子晶体晶格大小，以在中心谐振区域构建能量势阱。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，按照渐变函数值调整晶格或者孔大小，以改变带隙结构。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用光子晶体单胞形状，通过单次刻蚀深度形成光场限制结构。
10.一种高斜率效率光子
...【技术特征摘要】
1.一种高斜率效率光子晶体面发射激光器制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述中心谐振区域和所述外围限制区域采用同类型正方晶格光子晶体结构或正交光子晶体结构。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述外圈光子晶体的内圈与外圈位错，以形成相位失配。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用不同类型光子晶体，控制光子带隙宽度，以在所述外围限制区域形成完全带隙。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选择性调节γ-m方向的光学反馈...
【专利技术属性】
技术研发人员：张昭宇，汪洪杰，仲谋，黄海，沈小雷，胡华玲，
申请(专利权)人：香港中文大学深圳，
类型：发明
国别省市：
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