CN101710670A - 带有限制光反馈结构分别驱动的发射波长为808nm锥形半导体激光器 - Google Patents
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Abstract
普通宽条808nm半导体激光器，输出功率很高，达到瓦级以上，但是通常为多模激光器且光束质量较差，缩小条宽可提高光束质量等，但是相应的，要以牺牲激光器的输出功率为代价。因此，带有限制光反馈结构分别驱动的发射波长为808nm锥形半导体激光器，便可以有效的解决这一矛盾，即保证了光束质量和输出功率。本发明的目的在于设计出一种新型结构的半导体激光器，使808nm半导体激光器在保持高功率的工作条件下，仍具有较好的光束质量与激光输出模式，为以808nm半导体激光器为泵浦源的固体激光器、材料加工等应用提供更高质量的光源。
Description
技术领域
本发明涉及半导体激光器新型结构设计方面，属于新型半导体激光器件研发领域。
背景技术
随着人们对半导体激光器的高功率高亮度性能的不断追求，九十年代以后，人们逐渐开始了对锥形半导体激光器的研究。锥形半导体激光器因其良好的光束质量(M2＜4)和较高的输出功率(达瓦级以上)被称为最有前景的器件，其波长能够覆盖735nm-1550nm的范围。普通宽条半导体激光器，通常为多模激光器，若减小条宽，可以得到单模输出光束，但条宽减小出光面面积便减小，导致出光面具有较高的功率密度，容易发生光学灾变，出现丝状发光现象和空间烧孔效应等，使得光束质量变差，于是需要增加半导体激光器条宽来解决光束质量差的问题。一方面为得到单模工作要减小条宽，另一方面要得到较好的光束质量要增加条宽，这便是普通宽条半导体激光器与生俱来的矛盾。带有锥形功率放大区脊型波导锥形激光器，便可以有效的解决这一问题。
这种激光器的脊型波导区用来进行模式选择，即保证激光器的单模工作；锥形功率放大区用来进行功率放大，获得较好的光束质量。
对于锥形半导体激光器的研究已经有所报道，但是对于发射波长为808nm的锥形半导体的报道很少。2006年和2007年国际上报道了808nm锥形半导体激光器的相关研制工作。
本发明设计了一种带有光反馈限制结构分别驱动的发射波长为808nm锥形半导体激光器，锥形功率放大区与脊型波导区进行分别驱动；在脊型波导区带有限制光反馈结构，用来防止锥形功率放大区光反馈到脊型波导区产生干扰，从而保持稳定的激光输出模式。
发明内容
本发明为带有光反馈限制结构分别驱动的发射波长为808nm锥形半导体激光器，是一种新型结构半导体激光器件。脊型波导、光反馈限制结构可以使激光器获得较好的激光发射模式，也就是作为单模工作的保障；脊型波导区与锥形功率放大区进行分别驱动是使激光器具有良好的P-I特性；锥形功率放大区起到功率放大作用，得到高功率输出的激光。
本发明具体方案如下：脊型波导(1)与锥形功率放大区(2)采用分别驱动结构(4)，即锥形功率放大区与脊型波导区连接处由绝缘物质隔离开；锥形角度(3)范围为4°至7.5°；在脊型波导区靠近锥形功率放大区的位置处带有限制光反馈结构(5)；脊型波导宽度为3μm至5μm；限制光反馈结构的宽度为10μm，长度范围是250μm至300μm，其所在位置相对于脊型波导的中线成轴对称分布，并与其成45°夹角；出光面(前端面)镀增透膜，其反射率为1％，后端面镀增反膜，其反射率95％。
附图说明：图1是第一次光刻后形貌示意图；图2是第二次光刻后形貌示意图；图3第三次光刻后形貌示意图。
具体实施方式
(1)清洗外延片，烘干。
(2)进行第一次光刻，制作锥形功率放大区(2)，形成锥形台面，其示意图如图1所示
(3)溅射SiO2薄膜，作为绝缘介质膜。
(4)进行第二次光刻，制作脊型波导区(1)，形成脊型台面。其示意图如图2所示
(5)溅射SiO2薄膜，作为绝缘介质膜。
(6)进行第三次光刻，制作光反馈限制结构(3)，刻蚀出穿越有源区的“八”字形阻断结构。其示意图如图3所示
(7)制作P面电极，电极材料自下而上分别为Ti、Pt、Au。
(8)N面剪薄，制作N面电极，电极材料自上而下分别为AuGe、Ni。
(9)解理成长条形，端面镀膜，前端面镀增透膜其反射率为1％，后端面镀增反膜其反射率为95％。
(10)焊接引线并封装。
Claims (6)
1.一种带有限制光反馈结构分别驱动的发射波长为808nm锥形半导体激光器。
2.根据权利要求1所述一种带有限制光反馈结构分别驱动的发射波长为808nm锥形半导体激光器的特征在于，该激光器采用脊型波导(1)其宽度范围是3μm至5μm。
3.根据权利要求1所述一种带有限制光反馈结构分别驱动的发射波长为808nm锥形半导体激光器的特征在于，该激光器带有锥形功率放大区(2)，锥形角度(3)在4°至7°范围内。
4.根据权利要求1所述一种带有限制光反馈结构分别驱动的发射波长为808nm锥形半导体激光器的特征在于，该激光器的脊型波导与锥形功率放大区采用分别驱动结构(4)。
5.根据权利要求1所述一种带有限制光反馈结构分别驱动的发射波长为808nm锥形半导体激光器的特征在于，该激光器带有限制光反馈结构(5)，其形如“八”字，宽度为10μm，长度范围是250μm至300μm，深度为稍大于器件P面至有源层底部的距离。其所在位置相对于脊型波导的中线成轴对称分布，并与其成45°夹角。
6.根据权利要求1所述一种带有限制光反馈结构分别驱动的发射波长为808nm锥形半导体激光器的特征在于，出光面(前端面)镀增透膜，其反射率为1％，后端面镀增反膜，其反射率为95％。
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