[发明专利]一种激光器结构及其制备方法和应用

说明书

本发明提出一种激光器结构及其制备方法和应用，所述激光器结构包括：衬底；外延层，设置在所述衬底上，所述外延层包括层叠的下包层、有源层、上包层和欧姆接触层；脊型波导，形成在所述上包层上；第一布拉格光栅，形成在所述上包层上，并位于所述脊型波导的一侧；第二布拉格光栅，形成在所述上包层上，并位于所述脊型波导的另一侧；其中，所述第一布拉格光栅的光栅结构不同于所述第二布拉格光栅的光栅结构。本发明提出的激光器结构结构稳定、光学损耗小、工艺简单易实现，可以有效提高所述太赫兹波光源的信号强度、稳定性和光谱质量。

技术领域

本发明涉及半导体激光器技术领域，特别涉及一种激光器结构结构及其制备方法和应用。

背景技术

激光器以其较窄的谱宽和稳定的光学性能，在太赫兹波(THz)辐射领域展现出巨大应用前景。目前，采用差频技术产生THz波得到了广泛应用，例如外腔光学调制、双分布反馈半导体激光器(DFB-LD)光源技术等均是采用差频技术得到THz波。

但是，由于以上技术需要复杂的光路系统搭建，波长调节的稳定性差。光源系统体积庞大，成本高。激光器功率和单模特性较差，性能不稳定，制作工艺难度大。因此，十分有必要提供一种新型的激光器用于产生THz波。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种激光器结构，该激光器结构稳定、光学损耗小、功率大，可以同时发射两个纯净波长的激光，即双单模激光。该激光器结构可以有效提高所述THz光源的信号强度、稳定性和光谱质量。

本发明的另一个目的在于，提供一种如上所述激光器结构的制备方法。

本发明的另一个目的在于，提供一种如上所述激光器结构的运用。

为实现上述目的及其他目的，本发明的第一方面提出一种激光器结构，所述激光器结构包括：衬底；外延层，设置在所述衬底上，所述外延层包括层叠的下包层、有源层上包层和欧姆接触层；脊型波导，形成在所述上包层上；第一布拉格光栅，形成在所述上包层上，并位于所述脊型波导的一侧；第二布拉格光栅，形成在所述上包层上，并位于所述脊型波导的另一侧；其中，所述第一布拉格光栅的光栅结构不同于所述第二布拉格光栅的光栅结构。

可选地，所述激光器结构的输出差频为0.2nm～80nm，可以实现的THz波长为3mm～0.03mm。

可选地，所述第一布拉格光栅的周期不同于所述第二布拉格光栅的周期。

可选地，所述第一布拉格光栅的周期与所述第二布拉格光栅的周期的差值为0.1～20nm。

可选地，所述第一布拉格光栅与所述有源层之间具有预设距离，所述预设距离为50～200nm。

可选地，所述第一布拉格光栅的高度为30～350nm。

可选地，所述第一布拉格光栅和/或第二布拉格光栅的填充介质为硅基化合物或高分子聚合物。

可选地，所述第一布拉格光栅和/或第二布拉格光栅的占空比为0.1～0.9。

本发明另一方面还提供了一种激光器结构的制备方法，所述方法包括以下步骤：

提供一衬底，于所述半导体衬底上形成外延层，所述外延层包括层叠的下包层、有源层、上包层和欧姆接触层；刻蚀所述上包层和欧姆接触层以形成一脊型波导；于所述上包层上形成第一布拉格光栅，且位于所述脊型波导的一侧；于所述上包层上形成第二布拉格光栅，且位于所述脊型波导的另一侧；其中，所述第一布拉格光栅的光栅结构不同于所述第二布拉格光栅的光栅结构。