[发明专利]一种半导体激光相干阵列及其制备方法

说明书

本发明公开了一种半导体激光相干阵列，传输层背向衬底一侧表面刻蚀有至少三个相互平行的脊型波导，以及位于相邻两个脊型波导之间的多模干涉波导；多模干涉波导包括第一多模干涉波导和第二多模干涉波导，第一多模干涉波导与相邻两个脊型波导的反射面端部相接触，第二多模干涉波导与相邻两个脊型波导的出光面端部相接触，任意相邻两个脊型波导之间仅设置一个多模干涉波导，第一多模干涉波导和第二多模干涉波导沿垂直于脊型波导的方向交替分布。利用多模干涉波导的自成像效应可以提高阵列器件的相干性，提高器件的光束质量。本发明所提供的制备方法同样具有上述有益效果。

技术领域

本发明涉及半导体激光技术领域，特别是涉及一种半导体激光相干阵列以及一种半导体激光相干阵列的制备方法。

背景技术

半导体激光相干阵列为利用半导体材料作为工作物质的激光器件，具有小巧、寿命长、功率高、光束质量好、相干度高和激光线宽窄等优势，在激光雷达、主动探测识别、激光加工、高能激光器泵浦等领域具有广泛的应用前景。

现有的半导体激光相干阵列主要可包括折射率引导均匀阵列、增益引导均匀阵列、啁啾阵列等内部耦合锁相阵列器件。常规半导体激光相干阵列，一般采用内部耦合锁相方法实现单元距离很近(边距2μm至6μm)的相邻单元光波相互耦合，从而提高阵列器件的相干性和光束质量，但是该种阵列单元间光波耦合机制复杂，在大电流注入条件下，基模和高阶模式的模式增益容易出现反转现象，产生高阶模式，并趋于多模工作，降低阵列器件的相干性和光束质量，不适用于实现高功率、高相干性的高光束质量激光。所以如何提供一种可以提供高光束质量激光的半导体激光相干阵列是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种半导体激光相干阵列，可以提供高光束质量激光；本发明的另一目的在于提供一种半导体激光相干阵列的制备方法，所制备而成的半导体激光相干阵列可以提供高光束质量激光。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体激光相干阵列，包括衬底、传输层、第一电极和第二电极；

所述传输层位于所述衬底表面，所述传输层背向所述衬底一侧表面刻蚀有至少三个相互平行的脊型波导，以及位于相邻两个所述脊型波导之间的多模干涉波导；所述多模干涉波导包括第一多模干涉波导和第二多模干涉波导，所述第一多模干涉波导与相邻两个所述脊型波导的反射面端部相接触，所述第二多模干涉波导与相邻两个所述脊型波导的出光面端部相接触，任意相邻两个所述脊型波导之间仅设置一个所述多模干涉波导，所述第一多模干涉波导和所述第二多模干涉波导沿垂直于所述脊型波导的方向交替分布；

任一所述脊型波导朝向反射面一侧均设置有用于产生单频激光的反射部件；所述第一电极位于所述衬底背向所述传输层一侧表面，所述第二电极位于所述脊型波导背向所述衬底一侧表面以及所述多模干涉波导背向所述衬底一侧表面。

可选的，所述第一多模干涉波导与所述反射部件之间的距离的取值范围为200μm至300μm，包括端点值；所述第二多模干涉波导与所述脊型波导的出光面之间的距离的取值范围为200μm至300μm，包括端点值。

可选的，所述脊型波导的宽度的取值范围为3μm至5μm，包括端点值；所述多模干涉波导的宽度的取值范围为15μm至30μm，包括端点值。

可选的，所述反射部件包括以下任意一项或任意组合：

低阶布拉格反射光栅、高阶布拉格反射光栅、光子晶体、微纳深沟槽刻蚀结构。

可选的，还包括：

位于所述传输层反射面的反射膜；

位于所述传输层出光面的抗反膜。

可选的，所述衬底为n型衬底；所述传输层包括：

位于所述衬底表面的n型包层；

位于所述n型包层背向所述衬底一侧表面的n型波导层；