本发明专利技术一种带有光子晶体结构的线阵式半导体激光器，属于半导体光电子器件技术领域。本发明专利技术利用二维光子晶体材料的特定结构对特定光场的选模特性及特定方向的光隔离等特点，用二维光子晶体结构代替传统线阵式半导体激光器光隔离结构，增加了线阵式半导体激光器的发光面积，提高了器件输出功率，提高了器件水平方向输出的光束质量和发光效率，降低了器件的串联电阻，改善了器件的热稳定性和输出特性。该技术方案适用于各种波长的线阵式大功率半导体激光器的制造。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有光子晶体结构的线阵式半导体激光器。
技术介绍
线阵式半导体激光器是一种半导体激光器线性阵列，它具有输出功率大、体积 小、寿命长、光束质量好等特点，逐渐成为激光器应用方面的主流，并朝着更大输出功 率、更高输出特性发展。传统线阵式半导体激光器受到传统工艺及自身工作特性的限制，要求线性阵列 方向的光震荡要很好的被抑制，传统结构很难实现高密度发光点的设计，并且远场光点 分布的线性度较差，这些缺点降低了器件输出、热稳定性以及光纤耦合效率。特别是传 统结构线阵式半导体激光器器件水平输出发散角较大，光束质量不高，这些缺点严重影 响了器件的耦合效率，限制了相关应用发展。本专利技术针对上述传统激光器阵列的问题和缺点，提出使用具有光子晶体结构隔 离横向光场的振荡，并对器件水平方向的激射光束选模，抑制高阶模的传播。该线阵式 激光器具有发光点密度高、输出功率大、串联电阻低、远场光斑直线性好、输出光束水 平方向光束质量好的器件结构和输出特点，该结构器件降低了阵列式激光器工艺的复杂 性、大幅改善了器件的输出特性。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有激光器线性列阵出光点数少、水平输出发散角 大、串联电阻高、热稳定性不好、制备工艺难度大等问题，本专利技术提供一种具有光子晶 体结构的线阵式半导体激光器结构和工艺方法，该结构可大幅增加线阵式激光器的发光 单元数、提高激光器线性阵列的输出功率、改善器件水平输出的光束质量、降低阵列器 件的串联电阻、改善器件阵列的线性度、改进器件的热稳定性。该方法具有结构简单、 效果好等优点。本专利技术一种具有光子晶体结构的线阵式半导体激光器，包括激光器外延片η面 结构区、P面结构区、有源区、二维光子晶体分布区、P面电流注入区、η面电极、ρ面 电极，二维光子晶体分布区是由半导体材料上的空气孔型光子晶体结构构成，该光子晶 体结构作为线阵式激光器的模式选择区和横向光的隔离区。本专利技术一种具有光子晶体结构的线阵式半导体激光器依据现有技术在激光器外 延片上依次制备激光器二维光子晶体分布区、ρ面电流注入区、η面电极、ρ面电极。二 维光子晶体的制备采用生长或刻蚀的方法制备得到，刻蚀得到空洞的排列方式有六边形 排列、四方排列、三角排列，空洞尺寸可调。本专利技术一种具有光子晶体结构的线阵式半导体激光器的二维光子晶体结构分布 区，其宽度5-50微米，长度500-4000微米，光子晶体深度0.8-5微米。本专利技术一种具有光子晶体结构的线阵式半导体激光器的二维光子晶体内可附有3三氧化二铝、氮化铝、二氧化硅绝缘介质层，绝缘介质层之上依次是钛、钼、金ρ面电 极材料。本专利技术一种具有光子晶体结构的线阵式半导体激光器的发光点为40-500个。本专利技术一种具有光子晶体结构的线阵式半导体激光器，所述制作半导体芯片材 料为InaAsP/InP材料、GaAs/AlGaAs材料或GaN/AlGaN材料；所述制作于半导体材料 上的空气孔型光子晶体结构为圆或六边或四方或三角空气孔型光子晶体结构。本专利技术一种具有光子晶体结构的线阵式半导体激光器，该边发射激光器阵列的 输出波长范围在0.4微米至4.0微米范围内。附图说明 为了进一步说明本专利技术的技术特征，以下结合附图和具体实施来进一步说明， 其中图1是一种具有光子晶体结构的线阵式半导体激光器结构示意图。图中，1是电 注入区；2是二维光子晶体结构区；3是器件有源区，如图中箭头所示，有源区向上是ρ 型结构区，有源区向下是η型结构区；点代表多个注入区和二维光子晶体结构区周期。具体实施例方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间 的任意组合。具体实施方式一参阅图1所示，光子晶体结构的线阵式半导体激光器结构包 括激光器外延片η面结构区、ρ面结构区、有源区、二维光子晶体分布区、ρ面电流注入 区、η面电极、ρ面电极，光子晶体分布区是由半导体材料上的空气孔型光子晶体结构构 成，该光子晶体结构作为线阵式激光器的模式选择区和横向光的隔离区。具体实施方式二 二维光子晶体区孔洞刻蚀深度为0.8-1.2微米，孔洞底及侧壁 依次附有钛、钼、金P面电极材料。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式二的不同是二维光子晶体区孔洞 刻蚀深度为1.2-5微米，孔洞底及侧壁内附有三氧化二铝或氮化铝或二氧化硅绝缘介质 层，绝缘介质层之上依次是钛、钼、金ρ面电极材料。具体实施方式四二维光子晶体区孔洞直径尺寸为0.2-6微米。二维光子晶体区在未被腐蚀的P面进行制备。 本实施方式与具体实施方式五的不同是二维光子晶体区在被维光子晶体结构分布区，宽度5-50微米，长度500-4000微米。 光子晶体结构的线阵式半导体激光器的厚度为100-150微具体实施方式五具体实施方式六腐蚀的P面进行制备。具体实施方式七具体实施方式八 米。具体实施方式九所述制作半导体芯片材料为InGaAsP/InP材料、GaAs/ AlGaAs材料或GaN/AlGaN材料；所述制作于半导体材料上的空气孔型光子晶体结构为圆或六边或四方或角空气孔型光子晶体结构。具体实施方式十该边发射激光器阵列的输出波长范围在0.4微米至4.0微米范 围内。权利要求1.一种光子晶体结构的线阵式半导体激光器，其特征在于，该线阵式激光器结构包 括外延片η面结构区、ρ面结构区、有源区、二维光子晶体分布区、P面电流注入区、η 面电极、ρ面电极；光子晶体分布区是由半导体材料上的空气孔型光子晶体结构构成， 该光子晶体结构作为线阵式激光器的模式选择区和横向光的隔离区。2.根据权利要求1所述的一种光子晶体结构的线阵式半导体激光器，其特征在于，二 维光子晶体区孔洞刻蚀深度为0.8-1.2微米，孔洞底及侧壁依次附有钛、钼、金ρ面电极 材料。3.根据权利要求1所述的一种光子晶体结构的线阵式半导体激光器，其特征在于，与 权利要求2不同的是二维光子晶体区孔洞刻蚀深度为1.2-5微米，孔洞底及侧壁内附有三 氧化二铝或氮化铝或二氧化硅绝缘介质层，绝缘介质层之上依次是钛、钼、金ρ面电极 材料。4.根据权利要求1所述的一种光子晶体结构的线阵式半导体激光器，其特征在于，二 维光子晶体区孔洞直径尺寸为0.2-6微米。5.根据权利要求1所述的一种光子晶体结构的线阵式半导体激光器，其特征在于，二 维光子晶体区在未被腐蚀的ρ面区进行制备。6.根据权利要求1所述的一种光子晶体结构的线阵式半导体激光器，其特征在于，与 权利要求5不同的是二维光子晶体区在被腐蚀的ρ面区进行制备。7.根据权利要求1所述的一种光子晶体结构的线阵式半导体激光器，其特征在于，二 维光子晶体结构分布区，宽度5-50微米，长度500-4000微米。8.根据权利要求1所述的一种光子晶体结构的线阵式半导体激光器，其特征在于，光 子晶体结构的线阵式半导体激光器的厚度为100-150微米。9.根据权利要求1所述的一种光子晶体结构的线阵式半导体激光器，其特征在于，所 述制作半导体芯片材料为InGaAsP/InP材料、GaAs/AlGaAs材料或GaN/AlGaN材料； 所述制作于半导体材料上的空气孔型光子晶体结构为圆或六边或四方或三角空气孔型光 子晶体结构。10.根据权利要求1所述的一种光子晶体结构的线阵式半导体激光器，其特征在于， 该边发射激光器的输出波长本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光子晶体结构的线阵式半导体激光器，其特征在于，该线阵式激光器结构包括外延片ｎ面结构区、ｐ面结构区、有源区、二维光子晶体分布区、ｐ面电流注入区、ｎ面电极、ｐ面电极；光子晶体分布区是由半导体材料上的空气孔型光子晶体结构构成，该光子晶体结构作为线阵式激光器的模式选择区和横向光的隔离区。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：乔忠良，张斯钰，薄报学，高欣，李辉，王玉霞，李占国，芦鹏，王勇，李特，李再金，邹永刚，李林，刘国军，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：82
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