反射式电子束泵浦紫外激光管制造技术

本发明专利技术涉及激光领域，具体涉及半导体激光器。反射式电子束泵浦紫外激光管包括一激励源、谐振腔，谐振腔生成在一衬底上，激励源采用一电子枪系统；谐振腔设置在电子枪系统的靶向方向上；谐振腔内设有半导体结构，半导体结构生成在衬底上，衬底上设有一层高禁带半导体层，高禁带半导体层上生长有另一层禁带宽度不同的高禁带半导体层；半导体结构一端设有高反射镜，另一端设有一低反射镜；电子枪系统包括一真空腔室，激光出射口位于真空腔室侧面，谐振腔的高反射镜的反射方向朝向激光出射口。激光经过高反射镜反射后，通过激光出射口射出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光领域，具体涉及半导体激光器。
技术介绍
目前，激光器主要是三类一类是以激光二极管，一类是以DPSS为基础的固体激光器；另一类是以准分子激光器为主的气体激光器。现有的紫外激光器主要以气体激光器为主。现有的紫外激光器都存在着效率低、 功耗大、输出功率低等等的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种反射式电子束泵浦紫外激光管，解决以上技术问题。本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现反射式电子束泵浦紫外激光管包括一激励源、谐振腔，谐振腔生成在一衬底上，其特征在于，所述激励源采用一电子枪系统；所述谐振腔设置在所述电子枪系统的靶向方向上；所述谐振腔内设有半导体结构，所述半导体结构生成在所述衬底上，所述衬底上设有一层高禁带半导体层，所述高禁带半导体层上生长有另一层禁带宽度不同的高禁带半导体层；所述半导体结构一端设有高反射镜，另一端设有一低反射镜；所述高反射镜外侧还设有一散热基片。所述电子枪系统包括一真空腔室，自所述真空腔室一端向另一端依次排布有电子枪、电学控制机构、电磁聚焦机构、电磁偏转扫描机构、谐振腔、激光出射口 ；所述激光出射口位于所述真空腔室侧面，所述谐振腔的所述高反射镜的反射方向朝向所述激光出射口。所述电子枪发出的电子束依次经过电学控制机构、电磁聚焦机构、电磁偏转扫描机构，形成呈现扫描状态的高能电子束，打入所述谐振腔，为激光发射提供能量。激光经过所述高反射镜反射后，通过所述激光出射口射出。本专利技术选择禁带宽度不同的半导体层，从而组成新的结构的能带结构上形成势能阱结构。这些势能阱结构有利于约束半导体导带和价带上的载流子于特定的能量状态上， 从而达到提闻转换效率的目的。以高反射镜、低反射镜中的一个作为所述衬底。所述半导体结构包括至少两种不同材质的所述高禁带半导体层，且包含至少三层所述高禁带半导体层，相邻的两层所述高禁带半导体层为不同材质的所述高禁带半导体层。具体的可以为所述半导体结构包括两种不同材质的所述高禁带半导体层，且包含至少三层所述高禁带半导体层，相邻的两层所述高禁带半导体层为不同材质的所述高禁带半导体层，即，两种材质的所述高禁带半导体层交替排列构成层叠式结构。每层所述高禁带半导体层的厚度在I纳米到50纳米。至少两层所述高禁带半导体层层叠构成所述半导体结构，所述半导体结构的厚度可以根据波段和功率的需要来具体设计。所述半导体结构中包括至少两层III-V族半导体材质的高禁带半导体层。具体的 III-V族半导体材质可以为氮化铝、氮化镓等氮化物系的III-V族半导体材质。所述半导体结构也可以是II-VI族半导体材质的高禁带半导体层。II-VI族半导体材质可以为ZnMgSSe系或是BeZnSSe的II-VI族半导体材质。半导体材质可以是晶格匹配的，也可以是晶格不匹配的。高禁带半导体层可以是有应变的，也可以是没有应变的。为了提高转换效率和调控激光的波长。高能电子束携带的能量可以使它穿过作为靶的谐振腔的表面到达能产生激光的半导体结构层。高能电子束会把能量传递给半导体材质中的束缚电子，从而产生自由的电子一空穴对。在半导体材质结构比较完整的情况下，这样产生出的自由电子一空穴对将复合而产生光子。在所述高反射镜、低反射镜构成的结构中，这些产生出来的光子会被筛选， 满足特定条件的光子会被保留在谐振腔内，不满足条件的光子被散射出谐振腔。满足特定条件的光子在谐振腔中反复反射，从而使更多的电子一空穴对复合而产生出更多的光子， 由此达成受激辐射,形成激光。所述电子枪设有发射电子的阴极，所述阴极可以是金属、氧化物、各种纳米管等材料构成的阴极。电学控制机构可以为一高压电加速机构，用于将电子束加速，提高能量。所述电磁偏转扫描机构连接有用于一扫描控制系统，所述扫描控制系统控制所述电磁偏转扫描机构，进而通过所述电磁偏转扫描机构控制电子束的发射方向，进而使电子束打在所述谐振腔的不同位置，使谐振腔中半导体结构的不同位置发射激光，避免所述半导体结构因为一个位置长时间发射激光而造成过热。谐振腔的高反射镜、低反射镜的镜面可以是由多层氧化物介质膜构成的分布式布拉格反射镜或是高反射低吸收的金属膜组成。所述散热基片下方设有一散热底座，所述散热底座连接一循环冷却系统，所述循环冷却系统包括散热管、热交换系统、冷却液，所述散热管埋设在所述散热底座内；所述冷却液设置在所述散热管内，所述热交换系统连接所述散热管的入口和出口。冷却液通过散热管流经散热底座，散热底座被冷却，进而谐振腔被冷却，冷却液温度上升，升温的冷却液从出口离开周边散热管，从而进入热交换系统，进行冷却和冷却液重新循环。所述冷却液采用绝缘、透明的冷却液。以便循环冷却系统隔离高电压，省去了其他电隔离系统的设置。所述冷却液可以采用介质冷却液，如3M公司制造的Fluorinert，也可以采用全氟液体或其他非导电流体。附图说明图I为本专利技术的谐振腔结构示意图2为本专利技术的整体结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本专利技术。参照图I、图2，反射式电子束泵浦紫外激光管包括一激励源、谐振腔1，谐振腔I 生成在一衬底上，激励源米用一电子枪系统2。谐振腔I设置在电子枪系统2的祀向方向上。谐振腔I内设有半导体结构，半导体结构生成在衬底上，衬底上设有一层高禁带半导体层11，高禁带半导体层11上生长有另一层禁带宽度不同的高禁带半导体层12。半导体结构一端设有高反射镜14，另一端设有一低反射镜13。电子枪系统2包括一真空腔室20，自真空腔室20 —端向另一端依次排布有电子枪21、电学控制机构22、电磁聚焦机构23、电磁偏转扫描机构24、谐振腔I、激光出射口 25。激光出射口 25位于真空腔室20侧面，谐振腔 I的高反射镜14的反射方向朝向激光出射口 25。本专利技术选择禁带宽度不同的半导体层，从而组成新的结构的能带结构上形成势能阱结构。这些势能阱结构有利于约束半导体导带和价带上的载流子于特定的能量状态上， 从而达到提闻转换效率的目的。半导体结构包括至少两种不同材质的高禁带半导体层11、12，且包含至少三层高禁带半导体层，相邻的两层高禁带半导体层11、12为不同材质的高禁带半导体层。具体的可以为半导体结构包括两种不同材质的高禁带半导体层，且包含至少三层高禁带半导体层，相邻的两层高禁带半导体层11、12为不同材质的高禁带半导体层，SP， 两种材质的高禁带半导体层交替排列构成层叠式结构。每层高禁带半导体层的厚度在3纳米到50纳米。至少两层高禁带半导体层11、12层叠构成半导体结构，半导体结构的厚度根据所需的功率和波长来具体设计。半导体结构中包括至少两层III-V族半导体材质的高禁带半导体层11、12。具体的III-V族半导体材质可以为氮化铝、氮化镓等氮化物系的III-V族半导体材质。半导体结构也可以是至少两层II-VI族半导体材质的高禁带半导体层11、12。II-VI族半导体材质可以为ZnMgSSe系或是BeZnSSe的II-VI族半导体材质。半导体材质可以是晶格匹配的， 也可以是晶格不匹配的。高禁带半导体层可以是有应变的，也可以是没有应变的。为了提高转换效率和调控激光的波长。在半导体结构一端设有低反射镜13，另一端设有一高反射镜14本文档来自技高网...

【技术保护点】
反射式电子束泵浦紫外激光管包括一激励源、谐振腔，谐振腔生成在一衬底上，其特征在于，所述激励源采用一电子枪系统；所述谐振腔设置在所述电子枪系统的靶向方向上；所述谐振腔内设有半导体结构，所述半导体结构生成在所述衬底上，所述衬底上设有一层高禁带半导体层，所述高禁带半导体层上生长有另一层禁带宽度不同的高禁带半导体层；所述半导体结构一端设有高反射镜，另一端设有一低反射镜；所述电子枪系统包括一真空腔室，自所述真空腔室一端向另一端依次排布有电子枪、电学控制机构、电磁聚焦机构、电磁偏转扫描机构、谐振腔、激光出射口；所述激光出射口位于所述真空腔室侧面，所述谐振腔的所述高反射镜的反射方向朝向所述激光出射口；所述电子枪发出的电子束依次经过电学控制机构、电磁聚焦机构、电磁偏转扫描机构，形成呈现扫描状态的高能电子束，打入所述谐振腔，为激光发射提供能量；激光经过所述高反射镜反射后，通过所述激光出射口射出；所述高反射镜外侧还设有一散热基片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张学渊，钟伟杰，赵健，夏忠平，
申请(专利权)人：上海显恒光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：