[发明专利]高功率高亮度激光器

权利要求书

1.一种形成在一块半导体基片上的半导体P-I-N二极管激光器的芯片结构，其特征在于，它包括由在折射率分布各不相同的一有源子波导和一无源子波导之间夹接一层耦合层组成一组合波导，用作所述激光器的谐振腔波导，其中所述有源子波导是由三层或更多层的量子垒层与二层或多层量子阱有源层交替相间叠接形成，用以进行光信号的放大与振荡并使其沿着所述组合波导的轴向传播，所述有源子波导为不掺杂的本征区，所述耦合层的折射率为光信号传播模折射率，所述无源子波导为折射率大于光信号传播模折射率的导引层，在与所述耦合层相对的所述无源子波导的一侧邻接折射率低于所述耦合层的下层限制层，用以使光信号的传播在所述组合波导轴的横向受到适当约束，以减小远场发散角，所述下层限制层叠接在所述的一块半导体基片上，所述下层限制层、所述无源子波导以及所述耦合层均为与所述半导体基片相同型号的掺杂区，在与所述耦合层相对的所述有源子波导的一侧邻接折射率低于所述耦合层的上层限制层，同样用以使光信号的传播在所述组合波导轴的横向受到约束，在所述上层限制层上形成一个约束侧向电流和光信号传播并具有台面和沟槽的常规脊形结构，所述上层限制层以及所述脊形结构均为与所述半导体基片相反型号的掺杂区。

2.按照权利要求1所述的半导体P-I-N二极管激光器的芯片结构，其特征在于，所述的半导体基片是n型GaAs半导体基片。

3.按照权利要求1所述的半导体P-I-N二极管激光器的芯片结构，其特征在于，所述的所述下层限制层叠接在所述的一块半导体基片上还包含在所述下层限制层与所述半导体基片之间设有一层缓冲层。

4.按照权利要求2或3所述的半导体P-I-N二极管激光器的芯片结构，其特征在于，所述下层限制层、所述无源子波导以及所述耦合层均为n型Al_XGa_1-XAs层，其中x在0.1至0.35的范围内，所述量子垒层均为不掺杂的GaAs本征层，所述量子阱有源层均为不掺杂的In_YGa_1-YAs本征层，其中y在0至0.2的范围内，所述上层限制层为P型Al_XGa_1-XAs层，其中的x在0.2至0.45的范围内。

5.按照权利要求1所述的半导体P-I-N二极管激光器的芯片结构，其特征在于，所述的下层限制层是由邻接所述无源子波导的一层第一低折射率限制层以及与所述第一低折射率限制层邻接的一层第二低折射率限制层组成，所述第一低折射率限制层的折射率低于所述第二低折射率限制层。

6.按照权利要求1所述的半导体P-I-N二极管激光器的芯片结构，其特征在于，所述有源子波导是由三层所述量子垒层与二层所述量子阱有源层交替相间叠接形成的。

7.按照权利要求1所述的半导体P-I-N二极管激光器的芯片结构，其特征在于，所述有源子波导是由四层所述量子垒层与三层所述量子阱有源层交替相间叠接形成的。