[发明专利]一种具有端面光栅选择机构的端面发射半导体激光器

说明书

本发明公开一种具有端面光栅选择机构的端面发射半导体激光器，属于半导体激光器应用领域。这种结构的激光器包括衬底、下限制层、具有量子阱结构的有源层、上限制层、盖层、正面电极、背面电极、增透膜、膜厚可为1/2、1/3、1/4的激射波长或是1/2、1/3、1/4的激射波长的整数倍的介质膜、金属膜或柔性膜及其上的光栅。该发明提高了半导体激光器的光输出偏振比，利于将激光耦合到光纤中，提高激光合束后的输出功率，拓展了大功率半导体激光器的应用范围。

技术领域

本发明属于半导体激光器技术领域，具体涉及一种具有端面光栅选择机构的端面发射半导体激光器。

背景技术

随着大功率半导体激光器在光纤激光器泵浦，工业加工及军事领域的应用范围逐渐拓宽，人们对半导体激光器的性能要求也越来越高，因此在很多实际应用中半导体激光器都采用光纤输出。单管半导体激光器快慢轴不对称，光输出功率低，激光合束后可以使半导体激光器光输出功率增大，光斑的光强分布变得均匀，改善光束质量。偏振合束是重要的激光合束技术之一，它可以使合束功率增加一倍，然而偏振合束对激光器输出光的偏振比要求比较高。为解决上述问题，提出一种具有光栅的端面发射半导体激光器结构，在出光端面制备增透膜，再在上面制备一层介质膜、金属膜或柔性膜，膜厚可为1/2、1/3、1/4的激射波长或是1/2、1/3、1/4的激射波长的整数倍，使用电子束光刻、全息离子束刻蚀、激光干涉光刻或其他技术在上面刻出光栅。这样在保持光束质量不变的前提下可以提高半导体激光器的偏振比，更适用于偏振合束技术，整体提高合束功率，通过光纤传输使得激光光斑匀化，满足更多的应用需求。

发明内容

本发明提供了一种具有端面光栅选择机构的端面发射半导体激光器，该激光器在出光端面制备增透膜，再在上面制备一层介质膜、金属膜或柔性膜，膜厚可为1/2、1/3、1/4的激射波长或是1/2、1/3、1/4的激射波长的整数倍，使用电子束光刻、全息离子束刻蚀、激光干涉光刻或其他技术在上面刻出光栅；光栅具有非常高的偏振选择性，提高了激光器的光输出偏振比。

一种具有端面光栅选择机构的端面发射半导体激光器，包括衬底、下限制层、具有量子阱结构的有源层、上限制层、盖层、正面电极、背面电极、增透膜、膜厚可为1/2、1/3、1/4的激射波长或是1/2、1/3、1/4的激射波长的整数倍的金属膜、介质膜或柔性膜及其上的光栅。

从衬底开始依次生长下限制层、具有量子阱结构的有源层、上限制层、盖层,制备正面电极、背面电极；在出光端面制备增透膜，再在上面制备一层膜厚可为1/2、1/3、1/4的激射波长或是1/2、1/3、1/4的激射波长的整数倍的介质膜、金属膜或柔性膜，使用电子束光刻、全息离子束刻蚀、激光干涉光刻或其他技术在上面刻出光栅。

上述方案中，在出光端面制备光栅结构，大大提高了激光器光输出的偏振比，更适用于偏振合束，利于提高激光器的输出功率。

附图说明

图1为具有端面光栅选择机构的端面发射半导体激光器的侧向剖面示意图。

图2为具有端面光栅选择机构的端面发射半导体激光器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

如图1、2所示，本发明一种具有端面光栅选择机构的端面发射半导体激光器，在衬底1为N型GaAs材料上，采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)依次生长下限制层2、具有量子阱结构的有源层3、上限制层4、盖层5、正面电极6、背面电极7；采用离子辅助电子束蒸发(IAEBE)方法在所述外延结构的出光端面制备增透膜8，再在上面制备一层膜厚可为1/2、1/3、1/4的激射波长或是1/2、1/3、1/4的激射波长的整数倍的介质膜、金属膜或柔性膜9，使用电子束光刻、全息离子束刻蚀、激光干涉光刻或其他技术在上面刻出光栅10，光栅分布方式垂直于结或平行于结。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解的是，以上所述仅为本发明的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换，改进等，均应在本发明保护范围之内。