CN103840368A - 用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器 - Google Patents

用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器 Download PDF

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张鹏
蒋茂华
朱仁江
梁一平
范嗣强
张玉
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Abstract

本发明公开了一种用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器，包括用于提供泵浦光的泵浦源、用于在所述泵浦光的激励下发出光束的半导体芯片和固定于所述半导体芯片的出射面上的散热窗口片，半导体芯片包括能够发射具有一定波长的光束的多量子阱有源层和用于将该多量子阱有源层发射的光束反射至多量子阱有源层外部的布喇格反射层，散热窗口片的出射面镀高反膜；该高反膜与布喇格反射层之间形成具有滤波功能的谐振微腔，本发明的用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器，在半导体芯片的出射面上固定设置散热窗口片形成谐振微腔，能限制激光器中纵模的个数，获得单频输出；同时相比于现有技术使激光器中的元件数量减少，避免另外插入滤波元件所带来的插入损耗，减小激光器的复杂程度，增加激光器的稳定性。

Description

用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器
技术领域
本发明涉及一种激光发生装置，尤其涉及一种用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器。
背景技术
垂直外腔面发射激光器作为新型半导体激光器是当前光电子领域较热门的研究课题之一，与边发射半导体激光器相比，垂直外腔面发射激光器以其输出光功率高、光束质量好和易于二维阵列的特点在激光显示、激光通信、材料加工、医疗及国防工程等领域具有广泛的应用前景。单频激光是一种重要的光源，在远程传感、导弹跟踪、光纤通信、高密度光学储存等领域有大量的应用，引起人们的广泛关注，目前相关的技术有“频率调制的Nd:YAG激光器”，用LiTaO3作为调制晶体，得到最大调谐范围为12GHz的连续可调谐激光器；还有用标准具和压电陶瓷配合调谐的单频激光器，利用改变标准具与光线夹角的办法宽范围、非连续的调节激光器的频率，利用压电陶瓷调节激光器腔长的办法连续调节激光器的频率；其共同问题是激光器中的元件数量多，插片带来了插入损耗，增加了激光器的复杂程度，降低了激光器的稳定性。
因此，为解决上述问题，需要一种用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器，使激光器中的元件数量减少，避免另外插入滤波元件所带来的插入损耗，减小激光器的复杂程度，增加激光器的稳定性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器，能使激光器中的元件数量减少，避免另外插入滤波元件所带来的插入损耗，减小激光器的复杂程度，增加激光器的稳定性。
本发明的用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器，包括用于提供泵浦光的泵浦源、用于在所述泵浦光的激励下发出光束的半导体芯片和固定于所述半导体芯片的出射面上的散热窗口片；所述半导体芯片包括能够发射具有一定波长的光束的多量子阱有源层和用于将该多量子阱有源层发射的光束反射至多量子阱有源层外部的布喇格反射层；所述散热窗口片的出射面镀高反膜；该高反膜与布喇格反射层之间形成具有滤波功能的谐振微腔；
进一步，所述散热窗口片的出射面还镀增透膜；
进一步，所述散热窗口片由高导热透光材料制成；
进一步，所述半导体芯片还包括热沉和高势垒窗口层；热沉、布喇格反射层、多量子阱有源层、高势垒窗口层和散热窗口片按顺序叠合固定；
进一步，所述用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器还包括设于泵浦源与半导体芯片之间的准直透镜和聚焦透镜。
本发明的有益效果是：本发明的用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器，在半导体芯片的出射面上固定设置散热窗口片形成谐振微腔，能限制激光器中纵模的个数，获得单频输出；同时相比于现有技术使激光器中的元件数量减少，避免另外插入滤波元件所带来的插入损耗，减小激光器的复杂程度，增加激光器的稳定性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，如图所示：本实施例的用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器，包括用于提供泵浦光的泵浦源1、用于在所述泵浦光的激励下发出光束的半导体芯片2和固定于所述半导体芯片2的出射面上的散热窗口片3；所述半导体芯片2包括能够发射具有一定波长的光束的多量子阱有源层4和用于将该多量子阱有源层4发射的光束反射至多量子阱有源层4外部的布喇格反射层5；所述散热窗口片3的出射面镀高反膜；该高反膜与布喇格反射层5之间形成具有滤波功能的谐振微腔；通过改变多量子阱有源层4中量子阱的材料组分及量子阱的宽度，可大范围地改变激光器的发射波长，从而得到波长覆盖范围从可见光到近红外的宽波段激光输出；散热窗口片3通过液体毛细键合的方式固定于半导体芯片2的出射面，通过谐振微腔能够起到滤波作用，限制激光振荡中的纵模个数，获得单频输出；同时相比于现有技术使激光器中的元件数量减少，避免另外插入滤波元件所带来的插入损耗，减小激光器的复杂程度，使单频激光器的几何尺寸大大减小，获得小型化单频激光器，增加激光器的稳定性。
本实施例中，所述散热窗口片3的出射面还镀增透膜；能扩大泵浦光的透过率。
本实施例中，所述散热窗口片3由高导热透光材料制成；可以是碳化硅、金刚石等材料，能够起到对激光器的散热作用。
本实施例中，所述半导体芯片2还包括热沉6和高势垒窗口层7；热沉6、布喇格反射层5、多量子阱有源层4、高势垒窗口层7和散热窗口片3按顺序叠合固定；高势垒窗口层7能够防止载流子的表面非辐射复合，提高激光器的量子效率；布喇格反射层5与热沉6之间焊接固定，导热率高，利于散热。
本实施例中，所述用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器还包括设于泵浦源1与半导体芯片2之间的准直透镜8和聚焦透镜9；能将泵浦光准直并聚焦到多量子阱有源层4的增益介质上。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器，其特征在于：包括用于提供泵浦光的泵浦源、用于在所述泵浦光的激励下发出光束的半导体芯片和固定于所述半导体芯片的出射面上的散热窗口片；所述半导体芯片包括能够发射具有一定波长的光束的多量子阱有源层和用于将该多量子阱有源层发射的光束反射至多量子阱有源层外部的布喇格反射层；所述散热窗口片的出射面镀高反膜；该高反膜与布喇格反射层之间形成具有滤波功能的谐振微腔。
2.根据权利要求1所述的用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器，其特征在于：所述散热窗口片的出射面还镀增透膜。
3.根据权利要求2所述的用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器，其特征在于：所述散热窗口片由高导热透光材料制成。
4.根据权利要求3所述的用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器，其特征在于：所述半导体芯片还包括热沉和高势垒窗口层；热沉、布喇格反射层、多量子阱有源层、高势垒窗口层和散热窗口片按顺序叠合固定。
5.根据权利要求4所述的用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器，其特征在于：所述用散热窗口片作为滤波元件的小型化单频光泵浦垂直外腔面发射激光器还包括设于泵浦源与半导体芯片之间的准直透镜和聚焦透镜。
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