【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光通信，具体为一种谐振腔、半导体激光器以及谐振腔的制备方法。
技术介绍
1、随着云计算，ai，5g传输等需求的不断增加，数据中心，基站等基础设施建设的需求也不断增大，光通信市场也进入高速发展期。不同传输指标要求的光模块的需求量也在逐年攀升，作为光模块中的核心光源，半导体激光器芯片为了适应不同的应用场景，在性能和成本上的取舍也是各大通信设备厂商和网络运营商关注的重点。
2、传统的fabry–pérot谐振腔的fp激光器制作方式简单，但激射出的光为多纵模形式，考虑到色散的影响，在远距离光纤传输过程中得不到很好的应用。而且，半导体激光器激射出的光，如何避免经过外部器件再次反射回谐振腔对激光器本身工作特性和可靠性造成影响，也是一个所有芯片厂关注的问题。
3、传统的半导体激光器芯片设计中，作为重要的发光区域的有源区结构设计单一，受出光功率的大小，速率等关键性参数还有制程工艺的制约，有源区的尺寸在设计时需要进行取舍。普通的fabry–pérot谐振腔可以产生多纵模的光谱，由于色散的影响，这种fp激光器无法应用于远距离的信号传输，如果要适用于远距离传输，需要单纵膜激光器，也就是含有光栅结构的dfb激光器，输出的光谱需要较大的边模抑制比。而且普通结构的半导体激光器，无法有效的对激射出去因为外部器件反射回来的光进行抗反射处理，因此反射光再次返回到谐振腔会对激光器芯片工作造成干扰，增加噪声，使得芯片工作不稳定。
4、传统的抗反射方案是在封装过程中，在芯片外部增加透镜或其他元器件进行抗反射的处理，这样
5、为了增大路径，相关文件cn113937616a在激光器上设置光栅，文件《monolithically integrated multi-wavelength vcsel arrays using high-contrastgratings》中也设置不同折射率的光栅材料。然而，制作光栅工艺复杂，成品率低。相关文件cn102545043a虽然没有使用光栅，在谐振腔外设置多边形全反射装置，以充当滤波器的功能，与fp谐振腔相互耦合进行选模，实现激光器的单模工作，也增长了光子运动路径。然而，耦合器的使用以及全反射材料的选择会造成很大的能量损失以及成本升高，不适合批量化生产。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种谐振腔、半导体激光器以及谐振腔的制备方法，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。
2、为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种谐振腔的制备方法，包括如下步骤：s1，选择未经刻蚀的有源层，将其划分为第一区域和第二区域，所述第二区域远离所述第一区域的一端为出光端，
3、s2，对所述第一区域进行下沉刻蚀，并对所述第二区域进行形貌刻蚀，得到具有若干凸出部的第一阶段的谐振腔，
4、s3，在所述第一阶段的谐振腔上掩埋外延生长有源层材料，加厚所述有源层，
5、s4，生长完毕后，再次对所述第二区域进行形貌刻蚀，得到具有若干凸出部的第二阶段的谐振腔，所述第二阶段的谐振腔的各凸出部的尖端的连线和所述第二阶段的谐振腔的各凸出部的尖端的连线平行。
6、进一步，所述s2步骤具体为：
7、s20，于所述有源层上掩盖光刻胶，
8、s21，将所述有源层对应所述第一区域上的光刻胶去除，
9、s22，去除完毕后对所述有源层进行刻蚀，向下刻蚀掉对应所述第一区域的部分有源层，
10、s23，刻蚀完毕后去掉剩下的光刻胶，此时的有源层的第一区域与第二区域形成台阶，
11、s24，再次于所述有源层上掩盖光刻胶，
12、s25，对所述有源层对应所述第一区域上的光刻胶进行光刻、曝光，留下间隔布置的若干个小面积光刻胶，
13、s26，接着对所述有源层进行刻蚀，刻蚀掉所述有源层对应所述第二区域的部分有源层，在所述小面积光刻胶处形成凸出部，
14、s27，刻蚀完毕后去掉剩下的光刻胶，得到第一阶段的谐振腔。
15、进一步，所述s4步骤中制备第二阶段的谐振腔的方式与s2步骤中制备第一阶段的谐振腔的方式一致。
16、进一步，在所述第二阶段的谐振腔上继续掩埋生长缓冲层材料，并在掩埋生长前通入惰性气体，在缓冲层生长完毕后，在上层相邻凸出部之间的凹陷部中形成低折射率的惰性气体孔洞。
17、进一步，所述第一阶段的谐振腔的凸出部与第二阶段的谐振腔的凸出部交错设置。
18、进一步，在所述第一阶段的谐振腔的各所述凸出部和所述第二阶段的谐振腔的各所述凸出部中，至少部分凸出部呈锯齿状。
19、进一步，锯齿状的所述凸出部的斜面延伸的方向与谐振腔的长度方向之间的夹角θ范围控制在30～60°。
20、进一步，所述s2步骤和所述s4步骤中，形貌刻蚀采用的是干法和湿法刻蚀，利用材料在不同晶相上的刻蚀反应速率不同的原理进行刻蚀。
21、本专利技术实施例提供另一种技术方案：一种谐振腔，采用上述的谐振腔的制备方法制得。
22、本专利技术实施例提供另一种技术方案：一种半导体激光器芯片，包括上述的谐振腔的制备方法制得的谐振腔。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
24、1、通过设计若干凸出部能够在不增加物理尺寸的基础上，增加有效谐振长度，提高了出光功率，降低了经外部反射回来的光的影响。
25、2、凸出部形成反射路径，避免了光子在谐振腔的第二腔体逃逸回到第一腔体，有效的增加了谐振腔内的载流子浓度，提高激光器的输出效率。
26、3、在第二腔体中形成氩气孔洞，氩气作为低折射率材料，与谐振腔材料之间的折射率差增大，减小了输出损耗，提高了激光器的功率效率，也提高了光子在谐振腔内振荡、反射的效率。
27、4、通过对θ夹角的设计，θ范围控制在30～60°，当θ取值为45°时能够使光子在凸出部的斜面形成全反射，使得经外部反射回来的光，通过上下的θ夹角形成最优的反射路径，能够再次被反射出去，避免了经外部反射回来的光再次进入谐振腔内，达到抗反射的目的，使激光器工作更稳定。
28、5、可以经过精确计算第一腔体和第二腔体的谐振腔长度，使得在第一腔体形成的稳定驻波，经过第二腔体后，能叠加放大主要的需要输出的波长，抑制不需要输出的波长，从而达到增强边模抑制比的效果，使得即使没有光栅的情况下，也可以形成较好的单模激射模式，从而提高fp激光器芯片的远距离传输能力。
29、6、所述第二腔体上下两侧的内壁均向内凹陷形成有若干凸出部，其中上侧突出部所有顶端的连线和下侧突出部所有顶端的连线平行，其目的为限制及压缩光场的尺寸，使得从出光腔面激射出来的激光的光斑发散角不要太大，便于后续的光纤耦合，进一步，配合上下两侧的凸出部分，得到最优的腔内光子反射路径，增加光子在谐振腔内的反射频率，同时降低光子在谐本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种谐振腔的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的谐振腔的制备方法，其特征在于，所述S2步骤具体为：
3.如权利要求1所述的谐振腔的制备方法，其特征在于，所述S4步骤中制备第二阶段的谐振腔的方式与S2步骤中制备第一阶段的谐振腔的方式一致。
4.如权利要求1所述的谐振腔的制备方法，其特征在于，在所述第二阶段的谐振腔上继续掩埋生长缓冲层材料，并在掩埋生长前通入惰性气体，在缓冲层生长完毕后，在上层相邻凸出部之间的凹陷部中形成低折射率的惰性气体孔洞。
5.如权利要求1所述的谐振腔的制备方法，其特征在于，所述第一阶段的谐振腔的凸出部与第二阶段的谐振腔的凸出部交错设置。
6.如权利要求1所述的谐振腔的制备方法，其特征在于，在所述第一阶段的谐振腔的各所述凸出部和所述第二阶段的谐振腔的各所述凸出部中，至少部分凸出部呈锯齿状。
7.如权利要求6所述的谐振腔的制备方法，其特征在于，锯齿状的所述凸出部的斜面延伸的方向与谐振腔的长度方向之间的夹角θ范围控制在30～60°。
8.如权利要求1所述的
9.一种谐振腔，其特征在于：采用如权利要求1-8任一所述的谐振腔的制备方法制得。
10.一种半导体激光器芯片，其特征在于：包括如权利要求1-8任一所述的谐振腔的制备方法制得的谐振腔。
...【技术特征摘要】
1.一种谐振腔的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的谐振腔的制备方法，其特征在于，所述s2步骤具体为：
3.如权利要求1所述的谐振腔的制备方法，其特征在于，所述s4步骤中制备第二阶段的谐振腔的方式与s2步骤中制备第一阶段的谐振腔的方式一致。
4.如权利要求1所述的谐振腔的制备方法，其特征在于，在所述第二阶段的谐振腔上继续掩埋生长缓冲层材料，并在掩埋生长前通入惰性气体，在缓冲层生长完毕后，在上层相邻凸出部之间的凹陷部中形成低折射率的惰性气体孔洞。
5.如权利要求1所述的谐振腔的制备方法，其特征在于，所述第一阶段的谐振腔的凸出部与第二阶段的谐振腔的凸出部交错设置。
6.如权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：向欣，
申请(专利权)人：武汉云岭光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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