CN113659431B - 单、双波长可切换的半导体激光器及其制备方法 - Google Patents

单、双波长可切换的半导体激光器及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种单、双波长可切换的半导体激光器及其制备方法，其中的半导体激光器包括外延结构，在外延结构上沿长度方向刻蚀形成脊波导，在脊波导上刻蚀形成半透半反式光栅，在外延结构上避开半透半反式光栅的位置制备形成P型电极层，P型电极层包括分布于半透半反式光栅两侧的增益开关区电极和光放大区电极；其中，半透半反式光栅、光放大区电极与前腔面构成第一激光腔，用于激发第一波长激光；增益开关区电极、增益开关区电极与半透半反式光栅之间的部分、半透半反式光栅和后腔面构成第二激光腔，用于激发第二波长激光。本发明能够实现单、双波长的自由切换，从而实现对泵浦碱金属原子的一个或两个能级的自由控制。

Description

单、双波长可切换的半导体激光器及其制备方法
技术领域
本发明涉及半导体激光器技术领域，特别涉及一种单、双波长可切换的半导体激光器及其制备方法。
背景技术
半导体激光器在通信、雷达、电子对抗、电磁武器、医学成像、安全检查等领域具有不可替代的重要地位。
半导体激光泵浦碱金属激光器是一种近年来迅速发展的新型高效率激光器。它具有量子效率高、热管理性能优良、线宽窄等诸多优点，有望实现高功率高光束质量的激光输出，在激光干扰、激光毁伤、激光冷却、激光能量传输、材料处理及磁共振成像系统等方面有着广泛的应用前景。常用的碱金属原子为钾、铷、铯，其对应的吸收能级各不相同，钾原子的泵浦能级为766.70nm和770.11nm，铷原子的泵浦能级为780nm和794nm，铯原子的泵浦能级为852.35nm和894.59nm。
目前泵浦碱金属原子的激光器类型主要包括垂直腔面发射激光器(VerticalCavity Surface Emitting Laser，VCSEL)和分布布拉格反射激光器(DistributedFeedback Laser，DFB)，这两种激光器都只能发射单一波长的激光，如果想同时发射两个波长的激光，则需要集成两个器件。一般的双波长半导体激光器，例如采用Y型波导的半导体激光器，可以同时发射两个波长的激光，但无法发射单一波长的激光。如果激光器可以自由的控制发射单波长或双波长，就能实现泵浦碱金属原子的一个或两个能级的自由控制，对于碱金属原子激光器应用具有极大的意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，提出一种单、双波长可切换的半导体激光器及其制备方法，通过半透半反式光栅使第一激光腔内产生的第一波长激光进入第二激光腔内，通过控制增益开关区电极的开启或关闭决定是否激发第二波长激光，从而实现半导体激光器单双波长的切换。
为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：
本发明提供的单、双波长可切换的半导体激光器，包括外延结构，在外延结构上沿长度方向刻蚀形成脊波导，在脊波导上刻蚀形成半透半反式光栅，在外延结构上避开半透半反式光栅的位置制备形成P型电极层，P型电极层包括分布于半透半反式光栅两侧的增益开关区电极和光放大区电极；将增益开关区电极、光放大区电极与半透半反式光栅分别作为半导体激光器的增益开关区、光放大区和光栅区，以及将增益开关区与光栅区之间的区域作为半导体激光器的光泵区，增益开关区、光放大区、光泵区的宽度均与半导体激光器的宽度相同；光栅区、光放大区和半导体激光器的前腔面构成第一激光腔，用于激发第一波长激光；半导体激光器的后腔面、增益开关区、光泵区和光栅区构成第二激光腔，用于激发第二波长激光；当开启第二激光腔时，半导体激光器同时输出第一波长激光、第二波长激光；当关闭第二激光腔时，半导体激光器只输出第一波长激光。
优选地，第一波长激光的一部分从前腔面出射，另一部分返回第一激光腔并经半透半反式光栅透射至第二激光腔，基于斯托克斯位移原理形成第二波长激光。
优选地，半透半反式光栅的周期为5μm～20μm，半透半反式光栅的占空比为20％～80％，半透半反式光栅的光栅阶数为10阶～80阶；或者，半透半反式光栅的周期为0.5μm～5μm，半透半反式光栅的占空比为20％～80％，半透半反式光栅的光栅阶数为1阶～10阶。
优选地，外延结构包括从下至上依次制备的N型电极层、衬底层、N型包层、N型波导层、有源层、P型波导层、P型包层和P型盖层。
优选地，半透半反式光栅从P型盖层向下刻蚀至P型波导层或刻蚀至P型包层。
优选地，P型盖层向下刻蚀两个沟道形成脊波导，P型电极层还包括制备在P型盖层上的绝缘层。
优选地，衬底层为N型GaAs材料；N型包层为AlGaAs材料，Al的重量份为0.1～0.6，掺杂剂为硅，硅的掺杂浓度为1E18～8E18/cm3；N型波导层为AlGaAs材料，Al的重量份为0.05～0.7，掺杂剂为硅，硅的掺杂浓度为1E16～8E18/cm3；有源层为势垒/量子阱/势垒结构，有源层的材料为AlGaAsP/InAlGaAs/AlGaAsP，In的重量份为0～0.5，Al的重量份为0～0.5，P的重量份为0～0.2，有源层的发光波段为700nm～1200nm；P型波导层为AlGaAs材料，Al的重量份为0.05～0.7，掺杂剂为碳，碳的掺杂浓度为1E16～8E18/cm3；P型包层为AlGaAs材料，Al的重量份为0.1～0.6，掺杂剂为碳，碳的掺杂浓度为1E18～8E18/cm3；P型盖层为GaAs材料，掺杂剂为碳，碳的掺杂浓度为1E18～1E20/cm3；绝缘层为SiO2或Si3N4材料；增益开关区电极和光放大区电极均为钛、铂、金、镍、锗中任意两种以上形成的合金。
优选地，半导体激光器的腔长为500μm～5000μm，宽度为200μm～800μm，厚度为100μm～300μm；脊波导的脊宽度为1μm～200μm，脊波导的脊长度与半导体激光器的腔长相同；沟道的宽度为30μm～60μm，沟道的长度与半导体激光器的腔长相同，沟道的刻蚀深度为0.1μm～5μm；N型包层的厚度为0.5μm～3μm；N型波导层的厚度为0.1μm～10μm；有源层中的势垒的厚度1nm～200nm，有源层中的量子阱的厚度1nm～20nm；P型波导层的厚度为0.1μm～10μm；P型包层的厚度为0.5μm～3μm；P型盖层的厚度为0.1μm～3μm；增益开关区电极、光放大区电极与N型电极层的厚度均为200nm～500nm；增益开关区电极的长度为1μm～300μm，增益开关区电极的宽度与半导体激光器的宽度相同；光泵区的长度为1μm～100μm；光放大区的长度为200μm～4950μm；绝缘层的厚度为50nm～1000nm；半透半反式光栅的刻蚀深度为0.1μm～10μm。
优选地，在半导体激光器的后腔面镀有高反射膜。
本发明提供的单、双波长可切换的半导体激光器的制备方法，包括如下步骤：
S1、制备外延结构；
S2、在外延结构上进行刻蚀形成脊波导；
S3、在脊波导上进行刻蚀形成半透半反式光栅；
S4、在外延结构上避开半透半反式光栅的位置制备P型电极层；其中，P型电极层包括分布于半透半反式光栅两侧的增益开关区电极和光放大区电极。
本发明能够取得如下技术效果：
1、通过增益开关区实现对半导体激光器输出单、双波长的切换，从而实现对泵浦碱金属原子的一个或两个能级的自由控制。
2、半导体激光器仅依靠一个片上集成的增益开关区实现单、双波长的切换，半导体激光器的大小与传统半导体激光器的芯片大小一致，具有极高的易集成性。
3、本发明提供的可自由切换单、双波长激射的半导体激光器，仅包含一个光栅结构，整体制作工艺简单。
4、相比传统的半导体激光器，本发明激发双波长的泵浦方式分别为电致发光和光致发光，属于一种全新的电光混合泵浦机制的双波长半导体激光器。
附图说明
图1是根据本发明实施例提供的单、双波长可切换的半导体激光器的立体结构示意图；
图2是根据本发明实施例提供的单、双波长可切换的半导体激光器的剖面结构示意图；
图3是根据本发明实施例提供的相同增益材料在光泵浦与电泵浦下的增益范围示意图；
图4是根据本发明实施例提供的单、双波长可切换的半导体激光器的制备方法的流程示意图。
其中的附图标记包括：N型电极层101、衬底层102、N型包层103、N型波导层104、有源层105、P型波导层106、P型包层107、P型盖层108、绝缘层109、光放大区电极110、P型增益开关电极111、增益开关区210、光泵区211、光栅区212、光放大区213、沟道301、脊波导302、半透半反式光栅303。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
图1和图2根据本发明实施例提供的单、双波长可切换的半导体激光器的立体结构和剖面结构。
如图1和图2所示，本发明实施例提供的单、双波长可切换的半导体激光器包括外延结构，外延结构包括从下至上依次制备的N型电极层101、衬底层102、N型包层103、N型波导层104、有源层105、P型波导层106、P型包层107和P型盖层108。
在P型盖层108上沿半导体激光器的长度方向向下刻蚀出两个沟道301形成脊波导302，沟道301的长度与脊波导302的长度相同，均为半导体激光器的腔长，在脊波导302上刻蚀形成半透半反式光栅303。半透半反式光栅303从P型盖层108向下刻蚀至P型波导层107或刻蚀至P型包层106。通过控制半透半反式光栅303的周期、占空比、刻蚀深度，实现半透半反式光栅303对激光的反射与透过功能，即半透半反式光栅303可以对部分激光进行反射及对部分激光进行透射。
在P型盖层108上制备有P型电极层，P型电极层包括图形化的绝缘层109和金属导电层，绝缘层109制备在P型盖层108上，金属导电层位于绝缘层109之上，金属导电层包括位于半透半反式光栅303两侧的光放大区电极110和增益开关电极111，绝缘层109和金属导电层的图形化目的有两个，一是为了避开半透半反式光栅303的位置，二是使光放大区电极110和增益开关电极111分布于半透半反式光栅303的两侧。
从图1中可以看出，绝缘层109仅生长在P型盖层108上，而未生长在脊波导302上，光放大区电极110和增益开关电极111则覆盖在脊波导302上。
将增益开关区电极111作为半导体激光器的增益开关区210，将光放大区电极110作为半导体激光器的光放大区212，将半透半反式光栅303作为半导体激光器的光栅区212，将增益开关区210与光栅区212之间的区域为半导体激光器的光泵区211。
以图2的视角观看，半导体激光器从左到右依次为增益开关区210、光泵区211、光栅区212和光放大区213，增益开关区210靠近半导体激光器的后腔面，在半导体激光器的后腔面镀有高反射膜，光放大区213靠近半导体激光器的前腔面，前腔面也就是半导体激光器的出光面，出光面为自然解理面。
光栅区212、光放大区213和半导体激光器的前腔面构成半导体激光器的第一激光腔，第一激光腔基于电致发光激发出第一波长激光。
半导体激光器的后腔面、增益开关区210、光泵区211和光栅区212构成半导体激光器的第二激光腔，第二激光腔基于第一波长激光的光致发光激发出第二波长激光。
当开启第二激光腔时，半导体激光器同时输出第一波长激光、第二波长激光；当关闭第二激光腔时，半导体激光器只输出第一波长激光。
在本发明的一些实施例中，半导体激光器的腔长为500μm～5000μm，宽度为200μm～800μm，厚度为100μm～300μm。
脊波导302的脊宽度为1μm～200μm，脊波导的脊长度与半导体激光器的腔长相同。
沟道301的宽度为30μm～60μm，沟道301的长度与半导体激光器的腔长相同，沟道301的刻蚀深度为0.1μm～5μm。
增益开关区210的长度为1μm～300μm，增益开关区电极的宽度与半导体激光器的宽度相同。在增益开关区210加电时，电流注入有源层105产生光增益，光增益随着电流增大而增加，当光增益等于光损耗时，激光可以通过增益开关区210；在增益开关区210不加电时，增益开关区210具有极大的光吸收损耗，激光无法通过增益开关区210。
光泵区211的长度为1μm～100μm，光泵区211的宽度与半导体激光器的宽度相同。
光放大区213的长度为200μm～4950μm，光放大区213的宽度与半导体激光器的宽度相同。
半透半反式光栅303的结构为均匀光栅，均匀光栅结构根据周期的不同包括以下两种中的任意一种：
1、光栅周期为5μm～20μm，占空比为20％～80％，光栅阶数为10阶～80阶，由普通光刻技术刻蚀而成。
2、光栅周期为0.5μm～5μm，占空比为20％～80％，光栅阶数为1阶～10阶，由电子束光刻技术或全息光刻技术刻蚀而成。
无论均匀光栅为上述中的哪种结构，刻蚀深度为0.1μm～10μm。
在本发明的另一些实施例中，衬底层102的材料为N型GaAs。
N型包层103的厚度为0.5μm～3μm，N型包层103的材料为AlGaAs，Al的重量份为0.1-0.6，掺杂剂为硅，硅的掺杂浓度为1E18-8E18/cm3。
N型波导层104的厚度为0.1μm～10μm，N型波导层104的材料为AlGaAs，Al的重量份为0.05～0.7，掺杂剂为硅，硅的掺杂浓度为1E16～8E18/cm3。
有源层105为势垒/量子阱/势垒结构，有源层的材料为AlGaAsP/InAlGaAs/AlGaAsP，In的重量份为0～0.5，Al的重量份为0～0.5，P的重量份为0～0.2，势垒的厚度1nm～200nm，量子阱的厚度1nm～20nm，有源层的发光波段为700nm～1200nm。
P型波导层106的厚度为0.1μm～10μm，P型波导层106的材料为AlGaAs，Al的重量份为0.05～0.7，掺杂剂为碳，碳的掺杂浓度为1E16～8E18/cm3。
P型包层107的厚度为0.5μm～3μm，P型包层106的材料为AlGaAs，Al的重量份为0.1～0.6，掺杂剂为碳，碳的掺杂浓度为1E18～8E18/cm3。
P型盖层108的厚度为0.1μm～3μm，P型盖层108的材料为GaAs，掺杂剂为碳，碳的掺杂浓度为1E18～1E20/cm3。
光放大区电极110和P型增益开关电极111的材料均为钛、铂、金、镍、锗中任意两种以上形成的合金。
绝缘层109的材料为SiO2或Si3N4，绝缘层109的厚度为50nm～1000nm。
半导体激光器的工作原理如下：
向光放大区213加电，泵浦有源层的材料产生光增益，光增益在第一激光腔内的光栅区212与前腔面之间震荡，并在光放大区213产生放大，形成第一波长激光(电致发光)，当第一激光腔内的光增益等于带有光栅的器件损耗时，第一波长激光的一部分从前腔面输出，另一部分返回第一激光腔内震荡，返回第一激光腔内的第一波长激光的一部分经半透半反式光栅303的反射返回第一激光腔内震荡，另一部分透过半透半反式光栅303进入第二激光腔内，到达光泵区211的第一波长激光直接泵浦有源层105的材料产生光增益。
当增益开关区210不加电时，通过第一波长激光泵浦产生的光增益在增益开关区210被吸收，无法到达后腔面并反射形成光振荡，此时第二激光腔处于关闭状态。
当增益开关区210加电并使增益开关区210的光增益等于光损耗时，通过第一波长激光泵浦产生的光增益能够到达后腔面并被全反射回第二激光腔内形成振荡，并被第一波长激光泵浦形成光放大，此时第二激光腔处于开启状态。
被第一波长激光泵浦形成的光放大来自于第一波长激光的光致发光。根据斯托克斯位移原理，光致发光的有源层发射的光波段会相对吸收光波段发生红移，激发第二波长激光。
相比传统的半导体激光器，第一波长激光的泵浦方式为电致发光，第二波长激光的泵浦方式为光致发光，属于一种全新的电光混合泵浦机制的双波长半导体激光器。
由于第一波长激光与第二波长激光的泵浦方式不同，因此即便第一激光腔和第二激光腔的有源层的材料相同，电致发光的增益波段与光致发光的增益波段也会产生10nm～30nm的差别，进一步表明电致发光的光发生红移，激发出第二波长激光。
当第二激光腔内的光增益等于带有光栅的器件损耗时，第二激光器腔内激发的第二波长激光经过光栅区212进入光放大区213，在光放大区213经过光放大后，由前腔面输出。
由于第一激光腔与第二激光腔共用光栅区212(即共用半透半反式光栅303)，所以产生的器件损耗相同，当第一激光腔与第二激光腔内的光增益分别等于器件损耗时，发生双波长激射，如图3所示。可自由切换单、双波长激射的半导体激光器仅包含一个光栅结构，整体制作工艺简单。
从半导体激光器的工作原理可以看出，当增益开关区210未开启时，第二激光腔处于关闭状态，无法激发第二波长激光，半导体激光器只输出第一波长激光，而在增益开关区210开启时，第二激光腔处于开启状态，激发第二波长激光，半导体激光器同时输出第一波长激光和第二波长激光。
半导体激光器仅依靠一个片上集成的增益开关区实现单、双波长的切换，半导体激光器的大小与传统半导体激光器的芯片大小一致，具有极高的易集成性。
上述内容详细说明了本发明实施例提供的单、双波长可切换的半导体激光器结构，与该单、双波长可切换的半导体激光器结构相对应，本发明实施例还提供一种单、双波长可切换的半导体激光器的制备方法。
图4示出了根据本发明实施例提供的单、双波长可切换的半导体激光器的制备方法的流程。
如图4所示，本发明实施例提供的单、双波长可切换的半导体激光器的制备方法，包括如下步骤：
S1、制备外延结构。
选用商用N型GaAs衬底作为衬底层，在N型GaAs衬底上依次沉积N型包层、N型波导层、有源层、P型波导层、P型包层、P型盖层，形成含有外延结构的晶元。
S2、在外延结构上进行刻蚀形成脊波导。
在晶元表面(即P型盖层表面)利用光刻版图进行光刻形成脊波导，进行BOE去掩膜层和清洗后，得到含有脊波导的晶元。
S3、在脊波导上进行刻蚀形成半透半反式光栅。
在含有脊波导的晶元表面(还是P型盖层表面)利用光刻版图进行光刻形成半透半反式光栅，进行BOE去掩膜层和清洗后，得到含有脊波导和光栅的晶元。
S4、在外延结构上避开半透半反式光栅的位置制备P型电极层；其中，P型电极层包括分布于半透半反式光栅两侧的增益开关区电极和光放大区电极。
P型电极层还包括位于增益开关区电极和光放大区电极之下、P型盖层之上的绝缘层。
步骤S4具体包括如下步骤：
S401：在P型盖层是表面生长绝缘材料形成绝缘层；
S402：在绝缘层的表面利用光刻版图进行光刻形成增益开关区电极和光放大区电极的掩膜图案；
S403：在金属膜蒸镀设备中在绝缘层的表面生长P型电极，利用步骤402制作的掩膜图案进行金属剥离工艺(metal lift-off technology，lift-off)，制备增益开关区电极和放大区电极。
S5、对衬底层进行减薄、抛光、清洗，在衬底层之上溅射N型电极层，对晶元进行退火工艺，形成欧模接触。
在步骤S5之后，单、双波长可切换的半导体激光器的制备方法还包括如下步骤：
S6、将晶元解理成bar条，在后腔面镀制高反射膜，将bar条解理成芯片。
至此完成半导体激光器的制备。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种单、双波长可切换的半导体激光器，包括外延结构，其特征在于，在所述外延结构上沿长度方向刻蚀形成脊波导，在所述脊波导上刻蚀形成半透半反式光栅，在所述外延结构上避开所述半透半反式光栅的位置制备形成P型电极层，所述P型电极层包括分布于所述半透半反式光栅两侧的增益开关区电极和光放大区电极；
将所述增益开关区电极、所述光放大区电极与所述半透半反式光栅分别作为所述半导体激光器的增益开关区、光放大区和光栅区，以及将所述增益开关区与所述光栅区之间的区域作为所述半导体激光器的光泵区，所述增益开关区、所述光放大区、所述光泵区的宽度均与所述半导体激光器的宽度相同；
所述光栅区、所述光放大区和所述半导体激光器的前腔面构成第一激光腔，用于激发第一波长激光；所述半导体激光器的后腔面、所述增益开关区、所述光泵区和所述光栅区构成第二激光腔，用于激发第二波长激光；
当开启所述第二激光腔时，所述半导体激光器同时输出所述第一波长激光、所述第二波长激光；当关闭所述第二激光腔时，所述半导体激光器只输出所述第一波长激光。
2.如权利要求1所述的单、双波长可切换的半导体激光器，其特征在于，所述第一波长激光的一部分从所述前腔面出射，另一部分返回所述第一激光腔并经所述半透半反式光栅透射至所述第二激光腔，基于斯托克斯位移原理形成所述第二波长激光。
3.如权利要求2所述的单、双波长可切换的半导体激光器，其特征在于，所述半透半反式光栅的周期为5μm~20μm，所述半透半反式光栅的占空比为20%~80%，所述半透半反式光栅的光栅阶数为10阶~80阶；或者，
所述半透半反式光栅的周期为0.5μm~5μm，所述半透半反式光栅的占空比为20%~80%，所述半透半反式光栅的光栅阶数为1阶~10阶。
4.如权利要求2或3所述的单、双波长可切换的半导体激光器，其特征在于，所述外延结构包括从下至上依次制备的N型电极层、衬底层、N型包层、N型波导层、有源层、P型波导层、P型包层和P型盖层。
5.如权利要求4所述的单、双波长可切换的半导体激光器，其特征在于，所述半透半反式光栅从所述P型盖层向下刻蚀至所述P型波导层或刻蚀至所述P型包层。
6.如权利要求4所述的单、双波长可切换的半导体激光器，其特征在于，所述P型盖层向下刻蚀两个沟道形成所述脊波导，所述P型电极层还包括制备在所述P型盖层上的绝缘层。
7.如权利要求6所述的单、双波长可切换的半导体激光器，其特征在于，所述衬底层为N型GaAs材料；
所述N型包层为AlGaAs材料，Al的重量份为0.1~0.6，掺杂剂为硅，硅的掺杂浓度为1E18~8E18/cm3；
所述N型波导层为AlGaAs材料，Al的重量份为0.05~0.7，掺杂剂为硅，硅的掺杂浓度为1E16~8E18/cm3；
所述有源层为势垒/量子阱/势垒结构，所述有源层的材料为AlGaAsP/InAlGaAs/AlGaAsP，In的重量份为0~0.5，Al的重量份为0~0.5，P的重量份为0~0.2，所述有源层的发光波段为700nm~1200nm；
所述P型波导层为AlGaAs材料，Al的重量份为0.05~0.7，掺杂剂为碳，碳的掺杂浓度为1E16~8E18/cm3；
所述P型包层为AlGaAs材料，Al的重量份为0.1~0.6，掺杂剂为碳，碳的掺杂浓度为1E18~8E18/cm3；
所述P型盖层为GaAs材料，掺杂剂为碳，碳的掺杂浓度为1E18~1E20/cm3；
所述绝缘层为SiO2或Si3N4材料；
所述增益开关区电极和所述光放大区电极均为钛、铂、金、镍、锗中任意两种以上形成的合金。
8.如权利要求7所述的单、双波长可切换的半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器的腔长为500μm~5000μm，宽度为200μm~800μm，厚度为100μm~300μm；
所述脊波导的脊宽度为1μm~200μm，所述脊波导的脊长度与所述半导体激光器的腔长相同；
所述沟道的宽度为30μm~60μm，所述沟道的长度与所述半导体激光器的腔长相同，所述沟道的刻蚀深度为0.1μm~5μm；
所述N型包层的厚度为0.5μm~3μm；
所述N型波导层的厚度为0.1μm~10μm；
所述有源层中的势垒的厚度1nm~200nm，所述有源层中的量子阱的厚度1nm~20nm；
所述P型波导层的厚度为0.1μm~10μm；
所述P型包层的厚度为0.5μm~3μm；
所述P型盖层的厚度为0.1μm~3μm；
所述增益开关区电极、所述光放大区电极与所述N型电极层的厚度均为200nm~500nm；
所述增益开关区电极的长度为1μm~300μm，所述增益开关区电极的宽度与所述半导体激光器的宽度相同；
所述光泵区的长度为1μm~100μm；
所述光放大区的长度为200μm~4950μm；
所述绝缘层的厚度为50nm~1000nm；
所述半透半反式光栅的刻蚀深度为0.1μm~10μm。
9.如权利要求8所述的单、双波长可切换的半导体激光器，其特征在于，在所述半导体激光器的后腔面镀有高反射膜。
10.一种如权利要求1~9中任一项所述的单、双波长可切换的半导体激光器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、制备外延结构；
S2、在所述外延结构上进行刻蚀形成脊波导；
S3、在所述脊波导上进行刻蚀形成半透半反式光栅；
S4、在所述外延结构上避开所述半透半反式光栅的位置制备P型电极层；其中，所述P型电极层包括分布于所述半透半反式光栅两侧的增益开关区电极和光放大区电极。
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