CN112769037B - 双边耦合超对称半导体激光器阵列、构建方法及其应用 - Google Patents

双边耦合超对称半导体激光器阵列、构建方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双边耦合超对称半导体激光器阵列、构建方法及其应用，双边耦合超对称半导体激光器阵列包括：主阵列，由一个或者多个相连的第一波导单元构成，至少一个第一波导单元有电流注入并提供增益促使基超模激射；第一副阵列和第二副阵列，第一副阵列和第二副阵列均由一个或者多个相连的第二波导单元构成，用于产生本征损耗并耗散高阶超模，第一副阵列和第二副阵列分别位于主阵列两侧。本发明提供的双边耦合超对称半导体激光器阵列，通过超对称变换构建已知主阵列的两个副阵列并将两个副阵列放在其两侧，使得高阶超模的损耗提升而减小基超模的损耗，从而获得以基超模为主的激光输出，减小激光器的水平发散角，提高激光器的侧向光束质量。

Description

双边耦合超对称半导体激光器阵列、构建方法及其应用
技术领域
本发明涉及微纳结构研究及半导体激光器技术领域，尤其涉及一种双边耦合超对称半导体激光器阵列、双边耦合超对称半导体激光器阵列的构建方法及其应用。
背景技术
目前，对于普通的半导体激光器阵列，由于波导单元间的相互耦合，在波导阵列里面会产生很多超模，导致激光器阵列往往为多模输出，因此降低了激光器的侧向光束质量并增大了其水平发散角。利用超对称变换，可以构建主激光器阵列的副阵列，并使得副阵列中具有除主阵列的基超模以外的超模所对应的本征值，从而将主阵列的高阶超模耦合到具有损耗的副阵列中并将其基超模局域在主阵列中，以增大高阶超模的损耗并减小基超模损耗，减小激光器的激射模式数，最终降低激光器阵列的水平发散角，提高激光器的侧向光束质量。但是，目前实现的超对称激光器阵列还停留在光泵的阶段，耦合方式也只是简单的单边耦合。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提供一种双边耦合超对称半导体激光器阵列，以期解决上述技术问题中的至少之一。
在本发明实施方式的第一方面中，提供了一种双边耦合超对称半导体激光器阵列，包括：
主阵列，由一个或者多个相连的第一波导单元构成，其中，至少一个上述第一波导单元有电流注入并提供增益促使基超模激射；
第一副阵列和第二副阵列，上述第一副阵列和第二副阵列均由一个或者多个相连的第二波导单元构成，用于产生本征损耗并耗散高阶超模，其中，上述第一副阵列和上述第二副阵列分别位于上述主阵列两侧。
在本发明的一个实施例中，上述第一波导单元和上述第二波导单元均包括由下至上依次设置的N型侧电极、N型衬底层、N型限制层、N型波导层、未掺杂芯层、P型波导层、P型限制层、P型接触层、绝缘层和P型侧电极；其中：
上述N型侧电极和上述P型侧电极用于电流的注入；
上述N型衬底层用于支撑上述第一波导单元或上述第二波导单元；
上述未掺杂芯层用于复合载流子和产生光子；
上述P型波导层和上述N型波导层用于扩展基模场；
上述P型限制层和上述N型限制层用于限制基模场的扩展；
上述P型接触层用于与上述P型侧电极形成欧姆接触；
上述绝缘层，用于在上述主阵列的部分或者全部的第一波导单元上形成电极窗口，限制电流的注入范围。
在本发明的另一个实施例中，上述主阵列的至少一个上述第一波导单元中的上述P型接触层和上述P型侧电极直接接触。
在本发明的又一个实施例中，上述N型衬底层、上述N型限制层、上述N型波导层、上述未掺杂芯层、上述P型波导层和上述P型限制层为半导体材料。
在本发明的再一个实施例中，上述主阵列通过超变换对称得到上述第一副阵列和上述第二副阵列。
在本发明的再一个实施例中，上述主阵列通过超变换对称得到上述第一副阵列和上述第二副阵列包括：
执行上述超对称变换的最大阶数应当使得上述第一副阵列和上述第二副阵列中具有除上述主阵列的基超模以外的所有高阶超模所对应的本征值。
在本发明的再一个实施例中，上述主阵列通过超变换对称得到上述第一副阵列和上述第二副阵列包括：
按照如下公式(一)对上述主阵列的哈密顿量进行矩阵变换：
QR＝H0-βi (一)
其中：Q为正交矩阵，R为上三角矩阵，βi为第i个需要从主阵列滤除的本征值，H0为主阵列的哈密顿量；
按照如下公式(二)根据上述矩阵变换计算上述第一副阵列或上述第二副阵列的哈密顿量：
H1＝[RQ+βi]N-1 (二)
其中：H1为第一副阵列或第二副阵列的哈密顿量，N-1为所求矩阵的前N-1和前N-1列；
根据上述主阵列的刻蚀深度和上述第一副阵列或上述第二副阵列的哈密顿量的矩阵元计算得到上述第一副阵列或上述第二副阵列。
在本发明的一个实施例中，上述双边耦合超对称半导体激光器阵列的泵浦方式为电注入。
在本发明实施方式的第二方面中，提供了一种双边耦合超对称半导体激光器阵列的构建方法，包括：
通过超对称变换将上述双边耦合超对称半导体激光器阵列的主阵列变换得到分别位于上述主阵列两侧的第一副阵列和第二副阵列，其中，执行上述超对称变换的最大阶数应当使得上述第一副阵列和上述第二副阵列中具有除上述主阵列的基超模以外的所有高阶超模所对应的本征值；
上述通过超对称变换将上述双边耦合超对称半导体激光器阵列的主阵列变换得到分别位于上述主阵列两侧的第一副阵列和第二副阵列包括：
按照如下公式(一)对上述主阵列的哈密顿量进行矩阵变换：
QR＝H0-βi (一)
其中：Q为正交矩阵，R为上三角矩阵，βi为第i个需要从主阵列滤除的本征值，H0为主阵列的哈密顿量；
按照如下公式(二)根据上述矩阵变换计算得到上述第一副阵列或上述第二副阵列的哈密顿量：
H1＝[RQ+βi]N-1 (二)
其中：H1为第一副阵列或第二副阵列的哈密顿量，N-1为所求矩阵的前N-1和前N-1列；
根据上述主阵列的刻蚀深度和上述第一副阵列或上述第二副阵列的哈密顿量的矩阵元计算得到上述第一副阵列或上述第二副阵列。
在本发明实施方式的第三方面中，提供了一种双边耦合超对称半导体激光器阵列在半导体激光器领域的应用。
本发明提供的双边耦合超对称半导体激光器阵列，通过超对称变换构建已知主阵列的两个副阵列并将两个副阵列放在其两侧，使得高阶超模的损耗提升而减小基超模的损耗，从而获得以基超模为主的激光输出，减小激光器的水平发散角，提高激光器的侧向光束质量。
本发明提供的电注入的双边耦合超对称半导体激光器阵列所执行的超对称变换的阶数可以是一阶的，也可是高阶的超对称变换，通过超对称变换能够在副阵列中滤除主阵列的基超模所对应的本征值。
本发明提供的电注入的双边耦合超对称半导体激光器阵列的泵浦方式为电流注入，实验上方便可行。
本发明提供的电注入的双边耦合超对称半导体激光器阵列，可以采用普遍的各类薄膜生长、外延生长、曝光、腐蚀等半导体加工工艺制作，不需要特殊的工艺。
附图说明
图1是本发明实施例提供的双边耦合超对称半导体激光器阵列的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的双边耦合超对称半导体激光器阵列的构建方法流程图。
图3是本发明实施例提供的双边耦合三阶超对称半导体激光器阵列的结构示意图。
图4是本发明实施例提供的双边耦合三阶超对称半导体激光器阵列的不同超模的电场分布示意图。
图5是本发明实施例提供的双边耦合三阶超对称半导体激光器阵列的不同超模的损耗和传播常数实部的分布示意图。
图6是本发明实施例提供的双边耦合三阶超对称半导体激光器阵列在不同注入电流下的水平发散角分布示意图。
附图标记说明：
101、N型侧电极；102、N型衬底层；103、N型限制层；104、N型波导层；105、未掺杂芯层；106、P型波导层；107、绝缘层；108、P型接触层；109、P型限制层；110、P型侧电极；111、主阵列；112、第一副阵列；113、第二副阵列。
具体实施方式
为使本发明的目的、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，对本发明作进一步的详细说明。
下面结合图1对本发明实施例提供的双边耦合超对称半导体激光器阵列做进一步解释。
图1是本发明实施例提供的双边耦合超对称半导体激光器阵列的结构示意图。
如图1所示，本发明实施例提供的双边耦合超对称半导体激光器阵列包括：
主阵列111，由一个或者多个相连的第一波导单元构成，其中，至少一个第一波导单元有电流注入并提供增益促使基超模激射；
第一副阵列112和第二副阵列113，第一副阵列112和第二副阵列113均由一个或者多个相连的第二波导单元构成，用于产生本征损耗并耗散高阶超模，其中，第一副阵列112和第二副阵列113分别位于主阵列111两侧。
根据本发明实施例，通过超对称变换构建已知主阵列111的两个副阵列并将两个副阵列放在其两侧，使得高阶超模的损耗提升而减小基超模的损耗，从而获得以基超模为主的激光输出，减小激光器的水平发散角，提高激光器的侧向光束质量。
在本发明的一个实施例中，第一波导单元和第二波导单元均包括由下至上依次设置的N型侧电极101、N型衬底层102、N型限制层103、N型波导层104、未掺杂芯层105、P型波导层106、P型限制层109、P型接触层108、绝缘层107和P型侧电极110；其中：
N型侧电极101和P型侧电极110用于电流的注入；
N型衬底层102用于支撑第一波导单元或第二波导单元；
未掺杂芯层105用于复合载流子和产生光子；
P型波导层106和N型波导层104用于扩展基模场；
P型限制层109和N型限制层103用于限制基模场的扩展；
P型接触层108用于与P型侧电极110形成欧姆接触；
绝缘层107，用于在主阵列111的部分或者全部的第一波导单元上形成电极窗口，限制电流的注入范围。
在本实施例中，主阵列111的至少一个第一波导单元中的P型接触层108和P型侧电极110直接接触。
在本实施例中，N型衬底层102、N型限制层103、N型波导层104、未掺杂芯层105、P型波导层106和P型限制层109为为常见的半导体材料体系，如Ⅱ-Ⅵ族体系、Ⅲ-Ⅴ族体系等。
在本实施例中，主阵列111通过超变换对称得到第一副阵列112和第二副阵列113，其中，执行超对称变换的最大阶数应当使得第一副阵列112和第二副阵列113中具有除主阵列11的基超模以外的所有高阶超模所对应的本征值。
根据本发明实施例，所执行的超对称变换的阶数可以是一阶的，也可是高阶的超对称变换，通过超对称变换能够在副阵列中滤除主阵列111的基超模所对应的本征值。
图2是本发明实施例提供的双边耦合超对称半导体激光器阵列的构建方法流程图。
在本实施例中，如图2所示，提供了一种双边耦合超对称半导体激光器阵列的构建方法，包括操作S201～S203。
通过超对称变换将双边耦合超对称半导体激光器阵列的主阵列变换得到分别位于主阵列两侧的第一副阵列和第二副阵列，其中，执行超对称变换的最大阶数应当使得第一副阵列和第二副阵列中具有除主阵列的基超模以外的所有高阶超模所对应的本征值。
通过超对称变换将双边耦合超对称半导体激光器阵列的主阵列变换得到分别位于主阵列两侧的第一副阵列和第二副阵列包括：
在操作S201中，对主阵列的哈密顿量进行矩阵变换：
QR＝H0-βi (一)
其中：Q为正交矩阵，R为上三角矩阵，βi为第i个需要从主阵列滤除的本征值，H0为主阵列的哈密顿量。
在操作S202中，根据矩阵变换计算得到第一副阵列或第二副阵列的哈密顿量：
H1＝[RQ+βi]N-1 (二)
其中：H1为第一副阵列或第二副阵列的哈密顿量，N-1为所求矩阵的前N-1和前N-1列。
在操作S203中，根据主阵列的刻蚀深度和第一副阵列或第二副阵列的哈密顿量的矩阵元计算得到第一副阵列或第二副阵列。
根据本发明实施例，双边耦合超对称半导体激光器阵列的泵浦方式为电流注入，实验上方便可行；并且本发明提供的电注入的双边耦合超对称半导体激光器阵列，可以采用普遍的各类薄膜生长、外延生长、曝光、腐蚀等半导体加工工艺制作，不需要特殊的工艺，制备方法简单可靠。
下面结合图3至图6对本实施例提供的双边耦合三阶超对称半导体激光器阵列做进一步说明。
图3是本发明实施例提供的双边耦合三阶超对称半导体激光器阵列的结构示意图。
在本实施例中，双边耦合三阶超对称半导体激光器阵列的参数依次为：
主阵列的波导单元数N0为5；每个波导单元结构一样，波导单元的脊宽均为：w0＝5.0μm；波导单元之间的间隔均为：d0＝4.0μm；波导单元阵列的刻蚀深度为：t＝1.0μm。
第一副阵列的波导单元数N1为2；波导单元的脊宽从左到右依次为：w11＝3.0μm，w12＝5.5μm；波导单元间的间隔为：d11＝3.0μm；第一副阵列的右侧波导单元和主阵列的左侧波导单元之间的间隔为：ds1＝3.0μm；波导阵列的刻蚀深度为：t＝1.0μm。
第二副阵列的波导单元数N2为2；波导单元的脊宽从左到右依次为：w21＝4.0μm，w22＝4.0μm；波导单元间的间隔为：d21＝8.5μm；第二副阵列的左侧波导单元和主阵列的右侧波导单元之间的间隔为：ds2＝3.5μm；波导阵列的刻蚀深度为：t＝1.0μm。
在本实施例中，波导单元包括由下至上依次设置的N型侧电极、N型衬底层、N型限制层、N型波导层、未掺杂芯层、P型波导层、P型限制层、P型接触层、绝缘层和P型侧电极；其中：
N型衬底层的折射率为3.5255，厚度为130.0μm；
N型限制层的折射率为3.3625，厚度为1μm；
N型波导层的折射率为3.4180，厚度为4.5μm；
未掺杂芯层的等效折射率3.5533，总厚度为44.0nm；
P型波导层的折射率为3.4180，厚度为0.7μm；
P型限制层的折射率为3.2477，厚度为0.85μm；
P型接触层的折射率为3.5255，厚度为0.15μm。
需要指出的是，本实施例中N型衬底层、N型限制层、N型波导层、未掺杂芯层、P型波导层、P型限制层、P型接触层的厚度均为优选实施例的厚度，根据本发明的具体实施方式可以看出，N型衬底层、N型限制层、N型波导层、未掺杂芯层、P型波导层、P型限制层、P型接触层并没有严格的厚度限定，具体的，形成相似结构的器件均在本发明的保护范围之内。
在本实施例中，主阵列的中部三个波导单元中的P型接触层和P型侧电极直接接触。
根据主阵列的结构参数，通过数值计算得到主阵列的哈密顿量为：
Figure GDA0003863767400000081
其中，H0的主对角元代表主阵列每个波导单元的基模传播常数，单位为cm-1；其次对角元是相邻波导单元之间的耦合常数，单位也为cm-1。利用连续三次的一阶超对称变换，也即三阶超对称变换，并结合QR矩阵变换可以从第一副阵列中移除主阵列的基超模和其中两个高阶超模对应的本征值，可以得到第一副阵列的哈密顿量为：
Figure GDA0003863767400000082
再利用三阶超对称变换可以从第二副阵列中移除主阵列的基超模和另外两个高阶超模对应的本征值，可以得到第二副阵列的哈密顿量为：
Figure GDA0003863767400000091
H1和H2的矩阵元的含义和H0的一样，并且根据哈密顿量H1和H2就可以确定出第一副阵列和第二副阵列的波导单元的脊宽和波导单元之间的间距。
图4是本发明实施例提供的双边耦合三阶超对称半导体激光器阵列的不同超模的电场分布示意图。
假定副阵列的每个波导单元的本征损耗为6.60cm-1，可以通过数值计算得到三阶超对称激光器阵列的电场分布，如图3所示，图中横坐标和纵坐标均表示双边耦合三阶超对称半导体激光器阵列的仿真区域，基超模TE0的模场主要局域在主阵列之中，而其余的高阶超模TE1～TE8均扩展到了两侧的损耗副阵列之中。因此，基超模的损耗远小于高阶超模。
图5是本发明实施例提供的双边耦合三阶超对称半导体激光器阵列的不同超模的损耗和传播常数实部的分布示意图。
如图5所示，图中横坐标为各超模的传播常数实部，纵坐标为模式的损耗，相较于其他超模，基超模TE0的损耗最小，传播常数实部最大，激光器阵列将会以基超模激射为主。
图6是本发明实施例提供的双边耦合三阶超对称半导体激光器阵列在不同注入电流下的水平发散角分布示意图。
如附图6所示，图中横坐标为空间角度，纵坐标为归一化的光场强度。通过在主阵列上中间三个波导上形成电极窗口，进一步增大激光器阵列的模式辨别能力。通过实验测得了不同电流下该电注入的三阶超对称激光器阵列的水平远场分布，获得了近单瓣的远场分布，改善了激光器的水平远场分布和光束质量。
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详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双边耦合超对称半导体激光器阵列，其特征在于，包括：
主阵列，由一个或者多个相连的第一波导单元构成，其中，至少一个所述第一波导单元有电流注入并提供增益促使基超模激射；
第一副阵列和第二副阵列，所述第一副阵列和第二副阵列均由一个或者多个相连的第二波导单元构成，用于产生本征损耗并耗散高阶超模，其中，所述第一副阵列和所述第二副阵列分别位于所述主阵列两侧；
所述主阵列通过超对称变换得到所述第一副阵列和所述第二副阵列，其中执行所述超对称变换的最大阶数应当使得所述第一副阵列和所述第二副阵列中具有除所述主阵列的基超模以外的所有高阶超模所对应的本征值。
2.根据权利要求1所述的双边耦合超对称半导体激光器阵列，其特征在于，所述第一波导单元和所述第二波导单元均包括由下至上依次设置的N型侧电极、N型衬底层、N型限制层、N型波导层、未掺杂芯层、P型波导层、P型限制层、P型接触层、绝缘层和P型侧电极；其中：
所述N型侧电极和所述P型侧电极用于电流的注入；
所述N型衬底层用于支撑所述第一波导单元或所述第二波导单元；
所述未掺杂芯层用于复合载流子和产生光子；
所述P型波导层和所述N型波导层用于扩展基模场；
所述P型限制层和所述N型限制层用于限制基模场的扩展；
所述P型接触层用于与所述P型侧电极形成欧姆接触；
所述绝缘层，用于在所述主阵列的部分或者全部的第一波导单元上形成电极窗口，限制电流的注入范围。
3.根据权利要求2所述的双边耦合超对称半导体激光器阵列，其特征在于，所述主阵列的至少一个所述第一波导单元中的所述P型接触层和所述P型侧电极直接接触。
4.根据权利要求2所述的双边耦合超对称半导体激光器阵列，其特征在于，所述N型衬底层、所述N型限制层、所述N型波导层、所述未掺杂芯层、所述P型波导层和所述P型限制层为半导体材料。
5.根据权利要求1所述的双边耦合超对称半导体激光器阵列，其特征在于，所述主阵列通过超对称变换得到所述第一副阵列和所述第二副阵列包括：
按照如下公式(一)对所述主阵列的哈密顿量进行矩阵变换：
QR＝H0-βi (一)
其中：Q为正交矩阵，R为上三角矩阵，βi为第i个需要从主阵列滤除的本征值，H0为主阵列的哈密顿量；
按照如下公式(二)根据所述矩阵变换计算所述第一副阵列或所述第二副阵列的哈密顿量：
H1＝[RQ+βi]N-1 (二)
其中：H1为第一副阵列或第二副阵列的哈密顿量，N-1表征所求矩阵的前N-1行和前N-1列；
根据所述主阵列的刻蚀深度和所述第一副阵列或所述第二副阵列的哈密顿量的矩阵元计算得到所述第一副阵列或所述第二副阵列。
6.根据权利要求1所述的双边耦合超对称半导体激光器阵列，其特征在于，所述双边耦合超对称半导体激光器阵列的泵浦方式为电注入。
7.一种双边耦合超对称半导体激光器阵列的构建方法，其特征在于，包括：
通过超对称变换将所述双边耦合超对称半导体激光器阵列的主阵列变换得到分别位于所述主阵列两侧的第一副阵列和第二副阵列，其中，执行所述超对称变换的最大阶数应当使得所述第一副阵列和所述第二副阵列中具有除所述主阵列的基超模以外的所有高阶超模所对应的本征值；
所述通过超对称变换将所述双边耦合超对称半导体激光器阵列的主阵列变换得到分别位于所述主阵列两侧的第一副阵列和第二副阵列包括：
按照如下公式(一)对所述主阵列的哈密顿量进行矩阵变换：
QR＝H0-βi (一)
其中：Q为正交矩阵，R为上三角矩阵，βi为第i个需要从主阵列滤除的本征值，H0为主阵列的哈密顿量；
按照如下公式(二)根据所述矩阵变换计算得到所述第一副阵列或所述第二副阵列的哈密顿量：
H1＝[RQ+βi]N-1 (二)
其中：H1为第一副阵列或第二副阵列的哈密顿量，N-1表征所求矩阵的前N-1行和前N-1列；
根据所述主阵列的刻蚀深度和所述第一副阵列或所述第二副阵列的哈密顿量的矩阵元计算得到所述第一副阵列或所述第二副阵列。
8.一种根据权利要求1～6任一项所述的双边耦合超对称半导体激光器阵列在半导体激光器领域的应用。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106199997A (zh) * 2016-07-15 2016-12-07 中国科学院光电技术研究所 一种大视场超分辨成像器件

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007022085A2 (en) * 2005-08-12 2007-02-22 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Spontaneous emission of a resonant cavity
CN102611002B (zh) * 2012-03-23 2013-11-27 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 低发散角全布拉格反射波导半导体激光器阵列
US9442250B2 (en) * 2014-07-31 2016-09-13 The Regents Of The University Of California Waveguide arrangements based on adiabatic elimination
CN110808530B (zh) * 2019-11-14 2020-10-23 中国科学院半导体研究所 准pt对称的双脊条半导体激光器及其应用

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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