CN205406955U - 利用基质滤波的窄线宽外腔面发射激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用基质滤波的窄线宽外腔面发射激光器，包括泵浦光学系统、半导体增益薄片和耦合输出镜，所述半导体增益薄片由上到下依次包括基质部分、多量子阱有源层和布喇格反射层；所述基质部分厚度为数百微米左右，不但对激光透明，同时对输出激光形成标准具效应，极大减少输出激光的模式，压窄激光器的线宽，得到窄线宽激光输出；传统的面发射激光器基质处于增益芯片底部，最后会被刻蚀掉。本实用新型将基质置于增益芯片顶部，并有效利用其标准具效应，获得窄线宽激光输出的同时，免去了面发射激光器制作工艺中基质刻蚀的复杂繁琐过程。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种外腔面发射激光器，具体涉及一种利用基质滤波的窄线宽外腔面发射激光器。
背景技术
激光器按工作介质可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器等类型；近来还发展了自由电子激光器；而半导体激光器中的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，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；在外腔面发射激光器中，作为激光增益用的半导体增益芯片的制作过程通常为首先在基质的上表面依次生长分布式布喇格反射层和量子阱有源层，通过分布式布喇格反射层与高反的耦合输出镜形成谐振腔，而对于大功率半导体激光器，量子阱有源层产生大量的热，使得半导体增益芯片温度较高，而由于基质的存在，不利于半导体增益芯片散热，当芯片制作好后，将基质蚀掉，保证散热性好，但是基质去除过程中，易破坏分布式布喇格表面结构，因此，对基质刻蚀工艺要求极高，良品率较低。
因此，为解决以上问题，需要一种利用基质滤波的窄线宽外腔面发射激光器，能够避免基质刻蚀工艺，保证激光器散热性能好，同时极大减少激光模式，压窄激光器的线宽，得到窄线宽激光输出。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是克服现有技术中的缺陷，提供利用基质滤波的窄线宽外腔面发射激光器，能够避免基质刻蚀工艺，保证激光器散热性能好，同时极大减少激光模式，压窄激光器的线宽，得到窄线宽激光输出。
本实用新型的利用基质滤波的窄线宽外腔面发射激光器，包括泵浦光学系统、半导体增益薄片和耦合输出镜，所述半导体增益薄片由上到下依次包括基质片、多量子阱有源层和布喇格反射层，所述基质片为透光片。
进一步，所述耦合输出镜与所述布喇格反射层形成光学谐振腔，所述基质片垂直于光学谐振腔的长度方向。
进一步，所述基质片为由砷化镓材料制备而成的半导体片。
进一步，所述基质片的上、下表面均抛光处理且相互平行。
进一步，所述基质片的上表面设置有对激光增透的增透膜。
本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的一种利用基质滤波的窄线宽外腔面发射激光器，通过基质片先生长量子阱有源层，再生长布喇格反射层，所得到的半导体增益薄片可避免基质层刻蚀，降低制作工艺难度，同时布喇格反射层可通过贴合一热沉进行散热，保证半导体增益芯片的温度较低；同时，通过将基质层设置为透光层，且基质层的两端面之间形成法布里-珀罗标准具，对激光器输出进行滤波，合理设置基质层的厚度，保证激光器中净增益区内峰值频率与基质层的选择频率重合形成激光振荡，实现压窄激光器的线宽，得到窄线宽激光输出。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中标准具对激光器输出进行滤波的原理图。
具体实施方式
图1为本实用新型的结构示意图，图2为本实用新型中标准具对激光器输出进行滤波的原理图，如图所示，本实施例中的利用基质滤波的窄线宽外腔面发射激光器，包括泵浦光学系统1、半导体增益薄片和耦合输出镜2，所述半导体增益薄片由上到下依次包括基质片3、多量子阱有源层4和布喇格反射层5，所述基质片3由透光半导体材料组成；所述泵浦光学系统1提供泵浦光，泵浦光通过基质片3进入半导体增益薄片中产生激光增益，激光通过耦合输出镜2输出，通过基质片3先生长量子阱有源层4，再生长布喇格反射层5，所得到的半导体增益薄片可避免基质层刻蚀，降低制作工艺难度，同时布喇格反射层5可通过贴合一热沉进行散热，保证半导体增益芯片的温度较低；同时，通过将基质层设置为透光层，且基质层的两端面之间形成法布里-珀罗标准具，对激光器输出进行滤波，合理设置基质层的厚度，保证激光器中净增益区内峰值频率与基质层的选择频率重合形成激光振荡，实现压窄激光器的线宽，得到窄线宽激光输出。
本实施例中，所述耦合输出镜2与所述布喇格反射层5形成光学谐振腔，所述基质片3垂直于光学谐振腔的长度方向；泵浦光斜向泵浦半导体增益薄片，基质片3垂直于光学谐振腔的长度方向利于基质片形成精确的滤波元件，有效果提高激光质量。
本实施例中，所述基质片3为由砷化镓材料制备而成的半导体片；成本低廉，选材方便，易于加工，所述量子阱有源层4和布喇格反射层5通过分子束外延生长于砷化镓上，砷化镓层可为100-500微米，可更具激光波长合理选择砷化镓层厚度，保证易于量子阱有源层4和布喇格反射层5制作并保证生长后的质量较好。
本实施例中，所述基质片3的上、下表面均抛光处理且相互平行；通过对基质片的表面进行抛光处理，保证基质片形成的法布里-珀罗标准具内选择模式稳定、均匀，利于激光器输出较高质量的激光。
本实施例中，所述基质片3的上表面均设置有对激光增透的增透膜；所述增透膜可通过在基质片表面生长一定厚度的介质膜形成，可以改变标准具内谐振峰值宽度，进一步压窄激光器的线宽，同时保证被输出激光的有效透过并输出。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种利用基质滤波的窄线宽外腔面发射激光器，其特征在于：包括泵浦光学系统、半导体增益薄片和耦合输出镜，所述半导体增益薄片由上到下依次包括基质片、多量子阱有源层和布喇格反射层，所述基质片为透光片。
2.根据权利要求1所述的利用基质滤波的窄线宽外腔面发射激光器，其特征在于：所述耦合输出镜与所述布喇格反射层形成光学谐振腔，所述基质片垂直于光学谐振腔的长度方向。
3.根据权利要求1所述的利用基质滤波的窄线宽外腔面发射激光器，其特征在于：所述基质片为由砷化镓材料制备而成的半导体片。
4.根据权利要求2所述的利用基质滤波的窄线宽外腔面发射激光器，其特征在于：所述基质片的上、下表面均抛光处理且相互平行。
5.根据权利要求3所述的利用基质滤波的窄线宽外腔面发射激光器，其特征在于：所述基质片的上表面设置有对激光增透的增透膜。
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2016
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