[发明专利]一种半导体激光器及其制作方法

权利要求书

1.一种半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器包括：

衬底，具有相对的第一表面以及第二表面；

位于所述第一表面的图案化的外延功能层，所述外延功能层在第一方向上依次划分为高阶光栅耦合脊型波导、MMI结构的光波分束波导、脊型增益阵列波导以及MMI结构的自组织相干合束波导；所述第一方向平行于所述第一表面；所述高阶光栅耦合脊型波导包括：在所述第一方向上依次排布的脊型波导以及高阶光栅；所述高阶光栅位于所述脊型波导出射光线的一端，且位于所述光波分束波导入射光线的一端；

所述高阶光栅耦合脊型波导用于产生单频单模的种子光源；

所述光波分束波导位于所述高阶光栅耦合脊型波导出射光线的一端，用于将所述种子光源分束为多路激光；

所述脊型增益阵列波导位于所述光波分束波导出射光线的一端，用于将所述多路激光进行增益放大；

所述自组织相干合束波导位于所述脊型增益阵列波导出射光线的一端，用于将经过增益放大后的所述多路激光进行相干合成为一束输出光；

所述衬底为N型外延层衬底；所述半导体激光器为基于主动MMI波导结构的高光束质量半导体激光器，包括：由同一外延功能层制备出激光器波导结构；所述半导体激光器至下而上依次为第二金属电极、所述衬底、N型包层、N型光波导层、量子结构层、P型光波导层、P型包层以及第一金属电极，所述第二金属电极位于所述第二表面，所述第一金属电极覆盖所述高阶光栅耦合脊型波导、所述光波分束波导、所述脊型增益阵列波导以及所述自组织相干合束波导；所述半导体激光器中所有波导结构均由同一外延功能层制备而成。

2.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述脊型波导背离所述高阶光栅的一端侧面具有高反膜，该侧面垂直于所述第一方向。

3.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述自组织相干合束波导出射光线的一端侧面具有抗反膜，该侧面垂直于所述第一方向。

4.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述量子结构层为量子阱层或是量子点有源层。

5.根据权利要求1-4任一项所述的半导体激光器，其特征在于，所述衬底为N型外延层衬底。

6.根据权利要求5所述的半导体激光器，其特征在于，所述N型外延层衬底为N型GaAs外延衬底。

7.一种用于制作如权利要求1-6任一项所述的半导体激光器的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

提供一衬底，具有相对的第一表面以及第二表面；

在所述第一表面形成外延功能层；

图案化所述外延功能层，通过所述外延功能层形成在第一方向上依次划分为高阶光栅耦合脊型波导、MMI结构的光波分束波导、脊型增益阵列波导以及MMI结构的自组织相干合束波导；所述第一方向平行于所述第一表面；所述高阶光栅耦合脊型波导包括：在所述第一方向上依次排布的脊型波导以及高阶光栅；所述高阶光栅位于所述脊型波导出射光线的一端，且位于所述光波分束波导入射光线的一端；

在图案化后的所述外延功能层表面形成第一金属电极；

在所述第二表面形成第二金属电极；

所述衬底为N型外延层衬底；所述半导体激光器为基于主动MMI波导结构的高光束质量半导体激光器，包括：由同一外延功能层制备出激光器波导结构；所述半导体激光器至下而上依次为所述第二金属电极、所述衬底、N型包层、N型光波导层、量子结构层、P型光波导层、P型包层以及所述第一金属电极，所述第二金属电极位于所述第二表面，所述第一金属电极覆盖所述高阶光栅耦合脊型波导、所述光波分束波导、所述脊型增益阵列波导以及所述自组织相干合束波导；所述半导体激光器中所有波导结构均由同一外延功能层制备而成。