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[发明专利]基模低发散角垂直腔面发射激光器及其制备方法-CN202310678107.0在审
发明人：王小龙;佟存柱;于舒睿;刘博;蒋宁 -专利权人：吉光半导体科技有限公司
申请日： 2023-06-08 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： H01S5/183 文献下载
摘要：本发明涉及半导体激光器技术领域，具体提供一种基模低发散角垂直腔面发射激光器及其制备方法。包括：衬底、外延叠层、绝缘层、电传播层、接触层、介质膜DBR层、P型接触电极、N型接触电极；外延叠层位于衬底上表面；接触层位于外延叠层上表面的中心区域，为长方形、菱形或椭圆形，横向宽度小于基膜直径；绝缘层包围接触层并覆盖在外延叠层上表面；电传播层覆盖在接触层与绝缘层的上表面，用于引导外加电流向接触层流入；介质膜DBR层部分覆盖于电传播层上方；P型接触电极在所述电传播层上表面形成环形结构，N型接触电极层叠于所述衬底背离所述外延叠层的一侧表面。优点在于：抑制高阶模式增益，实现单横模、低发散角的输出特性。
基模低发散垂直发射激光器及其制备方法

[实用新型]一种局域空心光束垂直腔面发射激光器-CN202321400008.8有效
发明人：王小龙;佟存柱;于舒睿;刘博;蒋宁 -专利权人：吉光半导体科技有限公司
申请日： 2023-06-02 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： H01S5/183 文献下载
摘要：本实用新型涉及半导体激光器技术领域，具体提供一种局域空心光束垂直腔面发射激光器。激光器包括由下至上依次紧密堆叠的N型接触电极、衬底、N型DBR层、中部间隔结构和上部光学谐振结构；中部间隔结构包括多量子阱有源区、电流限制层、模式扩展层，模式扩展层包括三个晶格匹配的间隔层；模式扩展层的带隙大于所述多量子阱有源区的带隙；第三间隔层上设有所述P型接触电极；上部光学谐振结构由下至上依次为吸收层、顶部介质膜DBR层；所述吸收层为双圆环膜层结构，用于滤除除空心分布模式以外的其它横向模式。优点在于：通过高吸收损耗的膜层结构形成局域空心光束；制备工艺过程简单，具有很好的重复性与很高的可靠性。
一种局域空心光束垂直发射激光器

[实用新型]紧凑型半导体激光器光纤耦合模块-CN202320112488.1有效
发明人：彭航宇;杨莹;尹红贺;佟存柱 -专利权人：吉光半导体科技有限公司
申请日： 2023-01-18 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： H01S5/40 文献下载
摘要：本实用新型提供了一种紧凑型半导体激光器光纤耦合模块，包括：第一半导体激光器组件、第二半导体激光器组件、偏振合束组件、聚焦镜、光纤；第一半导体激光器组件包括多个第一激光器单元；第二半导体激光器组件包括多个第二激光器单元；所述第一激光器单元包括第一快轴准直镜和第一一体化透镜；所述第二激光器单元包括第二快轴准直镜和第二一体化透镜；所述第一一体化透镜和第二一体化透镜均包括：入射面、反射面、出射面。本实用新型通过采用包含慢轴扩束、准直及反射的一体化透镜，有效缩短慢轴准直镜、反射镜与激光芯片的距离，使得半导体激光器光纤耦合模块更加紧凑，减小半导体激光器光纤耦合模块的体积和重量。
紧凑型半导体激光器光纤耦合模块

[发明专利]一种局域空心光束垂直腔面发射激光器及其制备方法-CN202310652000.9在审
发明人：王小龙;佟存柱;于舒睿;刘博;蒋宁 -专利权人：吉光半导体科技有限公司
申请日： 2023-06-02 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： H01S5/183 文献下载
摘要：本发明涉及半导体激光器技术领域，具体提供一种局域空心光束垂直腔面发射激光器及其制备方法。激光器包括由下至上依次紧密堆叠的N型接触电极、衬底、N型DBR层、中部间隔结构和上部光学谐振结构；中部间隔结构包括多量子阱有源区、电流限制层、模式扩展层，模式扩展层包括三个晶格匹配的间隔层；模式扩展层的带隙大于所述多量子阱有源区的带隙；第三间隔层上设有所述P型接触电极；上部光学谐振结构由下至上依次为吸收层、顶部介质膜DBR层；所述吸收层为双圆环膜层结构，用于滤除除空心分布模式以外的其它横向模式。优点在于：通过高吸收损耗的膜层结构形成局域空心光束；制备工艺过程简单，具有很好的重复性与很高的可靠性。
一种局域空心光束垂直发射激光器及其制备方法

[发明专利]垂直腔面发射激光器及其制备方法-CN202111014257.9有效
发明人：王延靖;佟存柱;田思聪;汪丽杰;陆寰宇;张新;王立军 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2021-08-31 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： H01S5/183 文献下载
摘要：本发明提供一种垂直腔面发射激光器及其制备方法，其中的垂直腔面发射激光器包括从下至上依次制备的衬底、第一p型接触层、第一垂直腔面发射激光器层、n型接触层、第二垂直腔面发射激光器层和第二p型接触层；其中，第一垂直腔面发射激光器层包括第一有源层，第二垂直腔面发射激光器层包括第二有源层；第二垂直腔面发射激光器层的台面面积小于第一垂直腔面发射激光器层的台面面积；第一垂直腔面发射激光器层的激射波长大于或等于第二垂直腔面发射激光器层的激射波长。相较于现有技术，本发明提供的垂直腔面发射激光器能够在实现光信号高速率输出的同时实现高功率输出。
垂直发射激光器及其制备方法

[实用新型]一种多有源区级联布拉格反射波导边发射半导体激光器-CN202223405537.5有效
发明人：汪丽杰;佟存柱;彭航宇;王立军 -专利权人：吉光半导体科技有限公司
申请日： 2022-12-20 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： H01S5/10 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种多有源区级联布拉格反射波导边发射半导体激光器，从下至上依次包括衬底、缓冲层、N型包层、N型波导层、级联多有源区、P型波导层、P型包层和盖层，所述波导层采用高、低折射率层周期排列组成的布拉格反射波导结构，所述级联多有源区包括多个有源区、多个隧道结及限制层。该激光器的基模近场由周期性振荡峰组成，包络接近高斯分布，在级联多有源区附近具有大摆幅振荡峰，有源区位于基模近场的波峰处，在基模近场的波谷低光强处插入隧穿结，使多有源区共用大尺寸基模工作波导，可有效降低光损耗及驱动电压，实现高功率、高光束质量、低发散角激光输出。
一种有源级联布拉格反射波导发射半导体激光器

[实用新型]一种半导体激光器-CN202320041375.7有效
发明人：汪丽杰;佟存柱;刘亚楠;彭航宇 -专利权人：吉光半导体科技有限公司
申请日： 2023-01-05 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： H01S5/20 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种半导体激光器，从下至上依次包括：N面电极、衬底、缓冲层、N型包层、N型波导层、有源区、第一P型波导层、刻蚀阻挡层、电流注入调控层、第二P型波导、P型包层、盖层和P面电极，所述电流注入调控层包括至少一个增益区及一个非增益区，通过选择性刻蚀电流注入调控层与二次外延生长，可实现载流子的完全控制，仅使增益区的电流注入到有源区，非增益区会形成p‑n‑p电流阻挡反偏层，可很好的限制载流子扩散、集聚、热透镜等效应，增大高阶侧模的光损耗及降低高阶侧模的增益，有效降低激射侧模数量，并可解决传统工艺步骤中台面刻蚀等产生的应力问题，实现高功率、高光束质量、高亮度激光输出。
一种半导体激光器

[发明专利]一种VCSEL激光器-CN202310023254.4有效
发明人：佟海霞;佟存柱 -专利权人：吉光半导体科技有限公司
申请日： 2023-01-09 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： H01S5/183 文献下载
摘要：本发明涉及半导体激光器领域，具体提供一种面发射激光器及其制备方法，包括自上而下依次堆叠的第一型电极、光学谐振结构、第二型电极以及第二型衬底，光学谐振结构具有第一反射镜、第二反射镜以及位于第一反射镜和第二反射镜之间的有源区和光栅结构层，光栅结构层位于有源区的上方或者下方，光栅结构层包括位于中心区域的主腔、围绕主腔设置的副腔以及位于主腔和副腔之间的电绝缘区，副腔内设有光栅结构，在工作时，通过在主腔上施加调制电流，在副腔上施加直流电流，使主腔光部分经过副腔反馈后返回主腔，与主腔的光产生谐振。通过调节光栅结构的占空比，增大副腔耦合进主腔的光，从而增大调制带宽，突破现有带宽上限。
一种 vcsel 激光器

[发明专利]一种基于光子晶体的光泵浦半导体碟片激光器-CN202211197232.1在审
发明人： 佟存柱;于圣杰;冯健;陆寰宇 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2022-09-29 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： H01S5/20 文献下载
摘要：一种基于光子晶体的光泵浦半导体碟片激光器涉及半导体激光器领域，在消除导致高阶模式的泵浦光产生的废热，使功率得到提升的同时，实现基横模M2＝1，X轴和Y轴M2因子相等的基横模高斯光斑。该激光器包括：入射泵浦光源、增益芯片和外部谐振腔镜；所述入射泵浦光源在斜入射情况下对所述增益芯片进行表面泵浦，实现粒子数反转，使激射激光在所述增益芯片和所述外部谐振腔镜组成的腔面中传输；所述增益芯片反射多余的泵浦光，控制热效应和横模质量。本发明的光子晶体结构对泵浦光源具有高反射的特性，因此可以抑制高阶模式和减少导致高阶模式泵浦光斑的热效应。限制泵浦光斑的范围，使其仅在芯片上基横模范围内泵浦。
一种基于光子晶体光泵浦半导体碟片激光器

[实用新型]一种具有多个氧化层的垂直腔面发射激光器-CN202222163013.3有效
发明人：王延靖;佟存柱 -专利权人：吉光半导体科技有限公司
申请日： 2022-08-17 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： H01S5/183 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种具有多个氧化层垂直腔面发射激光器，包括：从下至上依次设置N面电极、衬底、N型DBR、有源区、至少两个氧化层、P型DBR和P面电极，每个所述氧化层氧化末端均为光滑凹形曲面，每个所述光滑凹形曲面都位于一个光滑凹形曲面上。本实用新型通过末端位于同一光滑凹形曲面上的至少两个氧化层结构，有效增大载流子路径控制区域；同时，通过多层复合结构将氧化层之间大面积的突出区域，分割成若干个小的突出区域。因而避免了载流子大量聚集，进而减少因载流子大量聚集造成的横向扩散几率，进而减少载流子在垂直方向（垂直氧化层方向）上流动的阻力，提升载流子注入率，提高了具有多个氧化层的垂直腔面发射激光器的发光效率。
一种具有氧化垂直发射激光器

[发明专利]光控调制模块及由其构成的脉冲激光系统-CN202210845013.3有效
发明人：张新;佟存柱;王延靖;陆寰宇;蔡凯迪 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2022-07-19 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： H01S3/106 文献下载
摘要：本发明提供一种光控调制模块及由其构成的脉冲激光系统，其中的光控调制模块包括光控单元，其用于输出第一预设波长的控制光；可饱和吸收体本体，其用于在控制光的注入下吸收第二预设波长的光子；散热系统，其贴合在可饱和吸收体本体的底部，用于对可饱和吸收体本体进行散热；腔反射介质膜，其镀制在可饱和吸收体本体靠近散热系统的一侧，以形成腔内反馈。本发明提供的可饱和吸收体采用稀土离子掺杂介质，基于稀土离子能级粒子输运机制实现对可饱和吸收体的参数控制，在光控单元的作用下，可饱和吸收体的光学参数发生变化，从而改变其在脉冲激光系统中的作用，最终实现脉冲激光输出特性的调控。
光控调制模块构成脉冲激光系统

[发明专利]一种基于三晶格光子晶体结构的半导体面发射激光器-CN202210696112.X在审
发明人： 佟存柱;王子烨;王品尧;陆寰宇;王立军 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2022-06-20 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： H01S5/11 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于三晶格光子晶体结构的半导体面发射激光器，包括由上至下依次分布的P电极、P接触层、P包层、光子晶体层、有源层、N包层、N接触层、N型衬底和N电极，光子晶体层采用三晶格光子晶体结构；光子晶体层由相同的正方形元胞周期排列而成，且每一个正方形元胞内含有三个相同的空气孔，分别为第一空气孔、第二空气孔和第三空气孔，第一空气孔和第二空气孔的中心距离为(0.5±0.1)a，第三空气孔和第二空气孔的中心距离为(0.5±0.1)a，其中a为晶格常数。本发明的半导体面发射激光器中的光子晶体层采用三晶格光子晶体结构，增强了对光的横向限制作用，减小了面内损耗，进而降低器件的阈值增益，改善光束远场形貌。
一种基于晶格光子晶体结构半导体发射激光器

[发明专利]高速面发射激光器及其制备方法-CN202210381462.7在审
发明人：田思聪;潘绍驰;韩赛一;徐汉阳;王子烨;陆寰宇;汪丽杰;佟存柱;王立军 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2022-04-12 - 公布日： 2022-07-22 - 主分类号： H01S5/183 文献下载
摘要：本发明提供一种高速面发射激光器及其制备方法，其中的高速面发射激光器包括从下至上依次制备的N型衬底、N型接触层、N型限制层、下可氧化层、有源层、上可氧化层、P型限制层和P型接触层，在P型接触层和部分P型限制层内或在P型限制层内刻蚀形成拓扑非平庸态光子晶体和拓扑平庸态光子晶体，拓扑非平庸态光子晶体被拓扑平庸态光子晶体所包围，拓扑非平庸态光子晶体形成两个谐振腔和耦合两个谐振腔的耦合通道。本发明通过两个谐振腔的光子‑光子共振效应，可以突破面发射激光器谐振腔产生的载流子‑光子共振导致的驰豫振荡频率限制，进而拓展带宽，提高面发射激光器的调制带宽。
高速发射激光器及其制备方法

[实用新型]垂直腔面发射激光器芯片-CN202122317451.6有效
发明人： 佟存柱;王延靖;汪丽杰;王立军 -专利权人：吉光半导体科技有限公司
申请日： 2021-09-24 - 公布日： 2022-02-22 - 主分类号： H01S5/183 文献下载
摘要：本实用新型提供一种垂直腔面发射激光器芯片，包括衬底和从下至上依次制备在衬底上的缓冲层、N型DBR层、第一SCH层、第二SCH层、量子阱结构层、第三SCH层、氧化结构层、P型DBR层、P型接触层，在第一SCH层与量子阱结构层之间制备有隧穿层，隧穿层的禁带宽度大于量子阱结构层的禁带宽度，载流子依次经N型DBR层、第一SCH层传输到隧穿层，再以隧穿方式穿过隧穿层注入量子阱结构层中以隧穿方式传输。本实用新型通过在SCH层与量子阱结构层之间增加隧穿层，并且优化量子阱结构层中势垒层的厚度，使得载流子以隧穿的方式注入量子阱结构层并且在量子阱层与势垒层之间隧穿传输，从而改善载流子传输效应与热载流子效应并提高微分增益，最终实现高调制带宽。
垂直发射激光器芯片

[发明专利]垂直腔面发射激光器芯片-CN202111121571.7在审
发明人： 佟存柱;王延靖;汪丽杰;王立军 -专利权人：吉光半导体科技有限公司
申请日： 2021-09-24 - 公布日： 2021-12-17 - 主分类号： H01S5/183 文献下载
摘要：本发明提供一种垂直腔面发射激光器芯片，包括衬底和从下至上依次制备在衬底上的缓冲层、N型DBR层、第一SCH层、第二SCH层、量子阱结构层、第三SCH层、氧化结构层、P型DBR层、P型接触层，在第一SCH层与量子阱结构层之间制备有隧穿层，隧穿层的禁带宽度大于量子阱结构层的禁带宽度，载流子依次经N型DBR层、第一SCH层传输到隧穿层，再以隧穿方式穿过隧穿层注入量子阱结构层中以隧穿方式传输。本发明通过在SCH层与量子阱结构层之间增加隧穿层，并且优化量子阱结构层中势垒层的厚度，使得载流子以隧穿的方式注入量子阱结构层并且在量子阱层与势垒层之间隧穿传输，从而改善载流子传输效应与热载流子效应并提高微分增益，最终实现高调制带宽。
垂直发射激光器芯片

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