[发明专利]一种电驱动空气槽结构的氮化物微盘激光器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电驱动空气槽结构的氮化物微盘激光器及其制备方法，激光器以硅基氮化镓为载体，包括从下至上依次设置的硅衬底层、缓冲层、u型氮化镓层、n型氮化镓层、量子阱层和p型氮化镓层，n型氮化镓层上设有n型电极，p型氮化镓层设置有p型电极；量子阱层的周部设有空气槽结构。通过n型电极和p型电极实现了电驱动的驱动方式，方便控制，且易于和其他微电子器件集成。通过空气槽的设置，实现了外回音壁模式，不仅具有线宽窄、阈值低的特点，还容易与周围环境发生作用，适用于气体传感、通信等方面。

技术领域

本发明涉及一种电驱动空气槽结构的氮化物微盘激光器及其制备方法，属于激光技术领域。

背景技术

回音壁模式激光是借助光在高折射率介质界面的全反射在对称结构腔中形成的一种稳定的模式场分布。由于这种模式的激光线宽窄，阈值低被大量应用在光学传感、光力、非线性光学等研究应用中。传统的回音壁模式通过全反射将光局域在光腔内部，其光与物质相互作用多局限于光与微腔本身介质之间，激光被限制在高折射率的介质微腔中，虽然这种模式激光的质量较高，但是对周围环境的感知不敏感，不利于与其它器件的耦合。且传统的光驱动模式还存在效率低，不稳定等问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电驱动空气槽结构的氮化物微盘激光器及其制备方法，制得的氮化物微盘激光器通过对n型电极和p型电极加电实现了电驱动的驱动方式，中间的量子阱发光，一部分能量在上面腔壁来回震荡，形成谐振腔，产生激光，方便控制，且易于和其他微电子器件集成。通过空气槽的设置，实现了外回音壁模式，不仅具有线宽窄、阈值低的特点，还容易与周围环境发生作用，适用于气体传感、通信等方面。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一方面，本发明公开了一种电驱动空气槽结构的氮化物微盘激光器，所述激光器以硅基氮化镓为载体，包括从下至上依次设置的硅衬底层、缓冲层、u型氮化镓层、n型氮化镓层、量子阱层和p型氮化镓层，

所述n型氮化镓层上设有n型电极，所述p型氮化镓层设置有p型电极；

所述量子阱层的周部设有空气槽结构。

进一步的，所述n型氮化镓层的周部刻蚀有台阶结构，所述n型氮化镓层包括下台阶层和上台阶层；

所述n型电极为环形电极，设置于下台阶层的上边缘处。

进一步的，所述硅衬底层、缓冲层、u型氮化镓层、下台阶层、上台阶层、量子阱层、p型氮化镓层和p型电极的横截面均为圆形。

进一步的，所述p型氮化镓层的半径与上台阶层的半径相等，均大于所述量子阱层的半径，从而形成空气槽结构。

进一步的，所述p型电极的半径小于p型氮化镓层的半径；

所述上台阶层的半径小于下台阶层的半径；

所述缓冲层、u型氮化镓层、下台阶层的半径相等，均小于所述硅衬底层的半径。

另一方面，本发明公开了一种电驱动空气槽结构的氮化物微盘激光器的制备方法，包括如下步骤：

获取晶片，其中，所述晶片包括由下至上设置的硅衬底层、缓冲层、u型氮化镓层、n型氮化镓层、量子阱层和p型氮化镓层；

采用ICP刻蚀技术，分别刻蚀所述晶片直至硅衬底层的上表面和n型氮化镓层上，使得n型氮化镓层的周部形成一个台阶结构；

在所述晶片的上表面旋涂光刻胶，然后采用光学光刻技术在旋涂的光刻胶层上分别定义p型电极区域和n型电极区域；