[发明专利]一种集成有源布拉格反射器的单模太赫兹量子级联激光器在审
| 申请号： | 201910850364.1 | 申请日： | 2019-09-10 |
| 公开（公告）号： | CN110707528A | 公开（公告）日： | 2020-01-17 |
| 发明（设计）人： | 徐刚毅;何力;俞辰韧;朱欢;常高垒;朱海卿;王凯;白弘宙;王芳芳;陈建新;林春 | 申请（专利权）人： | 中国科学院上海技术物理研究所 |
| 主分类号： | H01S5/125 | 分类号： | H01S5/125;H01S5/12;H01S5/343 |
| 代理公司： | 31311 上海沪慧律师事务所 | 代理人： | 郭英 |
| 地址： | 200083 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 布拉格反射器 谐振腔 辐射效率 光子晶体 解理腔面 模式选择 耦合光栅 耦合模式 太赫兹量子级联激光器 自由空间辐射 光栅耦合器 控制激光器 谐振腔结构 光斑 独立控制 功率效率 几何结构 空气狭缝 输出功率 温度性能 相位补偿 相位条件 发散角 反射器 耦合腔 共振 单模 解理 腔面 远场 | ||
1.一种集成有源布拉格反射器的单模太赫兹量子级联激光器，其特征在于：
所述的集成有源布拉格反射器的单模太赫兹量子级联激光器采用金属-金属波导结构，具体结构为：由下至上依次为n型掺杂GaAs衬底层(1)、下金属层(2)、下接触层(3)、有源区(4)、上接触层(5)、上金属层(6)；所述激光器一端为有源布拉格反射器区以及吸收边界，另一端为解理端面，在解理端面与布拉格反射器区之间为一发表面发射区；
所述的有源布拉格反射器区采用有源一阶光子晶体结构；所述一阶有源光子晶体由n型掺杂GaAs衬底层(1)、下金属层(2)、下接触层(3)、有源区(4)、上接触层(5)和上金属层(6)以及结合上金属层(6)上的光子晶体(7)构成；光子晶体(7)为在上金属层(6)沿着脊型波导方向周期排列的平行空气狭缝或者沿着脊型波导方向以及垂直脊型波导方向均为周期排列的空气小孔，狭缝长度或者是沿着垂直脊型波导方向的小孔的直径之和不到波导的两边；
所述的吸收边界由未被上金属层(6)覆盖的n型掺杂GaAs衬底层(1)、下金属层(2)、下接触层(3)、有源区(4)和上接触层(5)构成；
所述的一发表面发射区由n型掺杂GaAs衬底层(1)、下金属层(2)、下接触层(3)、有源区(4)、上接触层(5)和上金属层(6)以及结合上金属层(6)上的耦合光栅(8)构成；所述的耦合光栅(8)为在上金属层(6)上沿着脊型波导方向周期排列的平行狭缝，狭缝长度不到波导的两边；
所述的布拉格反射器对于满足布拉格条件的模式的反射率极高，当解理腔面与布拉格反射器构成的谐振腔与有源光子晶体产生共振时，形成耦合腔，并且反射器对于该耦合模式提供一定的相位补偿以满足谐振腔的相位条件，该耦合模式通过光栅耦合器向自由空间辐射。
2.根据权利要求1所述的集成有源布拉格反射器的单模太赫兹量子级联激光器，其特征在于：在所述的脊型波导表面有一空气狭缝将所述有源布拉格反射器区与所述一发表面发射区隔开，该空气狭缝与布拉格反射器区的距离等于布拉格反射器区中一阶光子晶体的周期；空气狭缝宽度等于脊型波导宽度；空气狭缝将所述上金属层(6)和上接触层(5)均刻通。
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