[发明专利]一种半导体激光器

说明书

本申请适用于激光器技术领域，提供了一种半导体激光器，所述半导体激光器包括：衬底、在衬底上由下至上设有的缓冲层、N型限制层、下限制层、下波导层、多量子阱，上波导层、上限制层、腐蚀阻挡层、P型限制层和电极接触层，所述缓冲层和所述N型限制层之间设有至少两层扩展波导层，通过本申请可以降低垂直发散角的同时提高耦合效率。

技术领域

本申请属于激光器技术领域，尤其涉及一种半导体激光器。

背景技术

随着以因特网为特征的数字通信需求的快速增长，过去数年来全球光通讯产业取得了飞速发展，并且对于光收发元件的要求也是越来越高。如果采用高效率激光器芯片和非球透镜封装那么就会造成成本的上升；如果采用球透镜降低封装成本，为了得到更高的出纤光功率就需要开发出窄发散角激光器芯片。

目前，采用小球透镜封装的同轴器件使用的激光器芯片为铟镓砷磷(InGaAsP)材料掩埋异质结的结构，其采用窄发散角工作。然而，其工艺复杂，耦合效率偏低。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种半导体激光器，以降低垂直发散角的同时还提高耦合效率。

本申请实施例提供了一种半导体激光器，包括：

衬底、在衬底上由下至上设有的缓冲层、N型限制层、下限制层、下波导层、多量子阱，上波导层、上限制层、腐蚀阻挡层、P型限制层和电极接触层，所述缓冲层和所述N型限制层之间设有至少两层扩展波导层。

进一步的，所述缓冲层和所述N型限制层之间由下至上设有上扩展波导层和下扩展波导层。

进一步的，所述上扩展波导层和所述下扩展波导层之间设有隔离层。

进一步的，所述下扩展波导层为N型InGaAlAs材料，所述隔离层为N型InP材料，所述上扩展波导层为N型InGaAlAs材料。

进一步的，所述下扩展波导层的厚度为0.1μm～0.2μm，所述隔离层的厚度为0.4μm～0.8μm，所述上扩展波导层的厚度为0.1μm～0.2μm。

进一步的，所述下扩展波导层的厚度为0.15μm，所述隔离层的厚度为0.6μm，所述上扩展波导层的厚度为0.12μm。

进一步的，所述P型限制层和所述电极接触层设置在所述腐蚀阻挡层的纵向中部构成脊波导，所述脊波导的宽度为2.5um，深度为1.8um。

进一步的，所述下波导层的厚度为0.05μm～0.15μm，所述上波导层的厚度为0.05μm～0.15μm，所述上扩展波导层与所述多量子阱之间的距离为1μm～2μm。

进一步的，所述下波导层的厚度为0.1μm，所述上波导层的厚度为0.1μm，所述上扩展波导层与所述多量子阱之间的距离为1.4μm。

进一步的，所述下波导层、所述多量子阱和所述上波导层均采用非掺杂的AlGaInAs材料，所述下限制层采用N型AlGaInAs材料。

本申请实施例采用单边双波导拓展结构设计，通过将多量子阱产生的光场从下波导层和上波导层之间的区域中，扩展一部分到上扩展波导层和下扩展波导层之间的区域中，起到扩展近场光斑的作用，从而减小激光器的远场垂直发散角，提高了耦合效率。

所述上扩展波导层和下扩展波导层采用InGaAlAs材料，由于InGaAlAs材料的高折射率特性，提高了半导体激光器芯片发散角的一致性，提高了芯片成品率；InGaAlAs材料体系，还能够提高内部电子限制，提高了高温工作时的特性，无需增加制冷器，更适合非制冷工作。

脊波导的设计结构代替传统的掩埋异质结结构，工艺过程简化，降低芯片制作成本和提高芯片成品率。

附图说明