[发明专利]反射式电子束泵浦紫外激光管

说明书

技术领域

本发明涉及激光领域，具体涉及半导体激光器。

背景技术

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。

发明内容

本发明的目的在于，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。

本发明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。

本发明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，从而达到提高转换效率的目的。

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1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--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--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--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。