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[发明专利]一种纯增益耦合分布反馈式半导体激光器及制备方法-CN202111209007.0有效
发明人：贺钰雯;周坤;杜维川;李弋;何林安;杨鑫;高松信;唐淳 -专利权人：中国工程物理研究院应用电子学研究所
申请日： 2021-10-18 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： H01S5/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种纯增益耦合分布反馈式半导体激光器及制备方法，该激光器包括设置于外延层上的脊形波导、布拉格光栅、光放大器和外延层的上波导层，所述光放大器为锥形放大器，布拉格光栅由未经离子注入并与电极欧姆接触的电流注入区域和离子注入的绝缘区域构成，脊形波导包括一部分布拉格光栅，上波导层包括另一部分布拉格光栅，锥形放大器输入端与脊形波导连接，输出端位于激光器前腔面。本发明采用离子注入的方式在脊波导上形成周期性的纯增益耦合型布拉格光栅，其光栅深度只由离子注入的深度决定，无需对光栅进行刻蚀。采用较大的注入深度，能在不引入折射率耦合效应的同时增加增益耦合系数，减小了光学损耗并且有利于保持单纵模激光输出的稳定性。简化了制备工艺，可实现稳定的高亮度单纵模激光输出。
一种增益耦合分布反馈半导体激光器制备方法

[发明专利]一种高亮度锥形半导体激光器-CN202110672306.1有效
发明人：周坤;杜维川;李弋;何林安;贺钰雯;高松信;唐淳;张亮;胡耀;杨鑫 -专利权人：中国工程物理研究院应用电子学研究所
申请日： 2021-06-15 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： H01S5/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种高亮度锥形半导体激光器，属于半导体激光器件的技术领域，包括衬底，所述衬底的两端端面分别位于半导体激光器的前腔面和后腔面，还包括：设于衬底上的脊型波导，所述脊型波导的表面上设有片上光栅；设于衬底上的倾斜后端部，所述倾斜后端部位于脊型波导朝向后腔面的一端，倾斜后端部上设有分别位于脊型波导两侧且呈相对布置的倾斜端面，且各所述倾斜端面的倾斜角度均大于光传输的全反射角；其中，由片上光栅和各所述倾斜端面共同形成半导体激光器的后腔面，以达到提高单个锥形半导体激光芯片的近衍射极限输出功率的目的。
一种亮度锥形半导体激光器

[发明专利]一种单束输出皮秒脉冲和连续复合激光的半导体激光器-CN202111612121.8有效
发明人：李弋;唐淳;杜维川;周坤;贺钰雯;何林安;高松信 -专利权人：中国工程物理研究院应用电子学研究所
申请日： 2021-12-27 - 公布日： 2023-01-24 - 主分类号： H01S5/06 文献下载
摘要：本发明提供一种单束输出皮秒脉冲和连续复合激光的半导体激光器；所述半导体激光器包括激光器外延结构以及设置在激光器外延结构上的皮秒脉冲激光种子源、连续激光种子源、Y字型波导合束结构和锥形功率放大器；Y字型波导合束结构具有第一后端、第二后端以及一个前端；皮秒脉冲激光种子源包括依次设置的脊型脉冲增益部分、脊型可饱和吸收体和第一光栅，第一光栅对准第一后端；连续激光种子源包括依次设置的脊型连续增益部分和第二光栅，第二光栅对准第二后端；锥形功率放大器的较小端对准前端。本发明解决了激光器内部同时产生脉冲和连续两类激光的问题，具有单光束输出皮秒脉冲和连续复合大功率激光的良好结果。
一种输出脉冲连续复合激光半导体激光器

[发明专利]半导体激光器及利用光栅形成外腔谐振的光纤耦合结构-CN202210085008.7在审
发明人：周坤;杜维川;李弋;何林安;贺钰雯;刘晟哲;胡耀;张亮;杨鑫;王义文;高平宽;高松信;唐淳 -专利权人：中国工程物理研究院应用电子学研究所
申请日： 2022-01-25 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： H01S5/068 文献下载
摘要：本发明公开了一种半导体激光器及利用光栅形成外腔谐振的光纤耦合结构，属于光纤耦合技术领域，半导体激光器包括设有两个出光面的半导体激光芯片，第一出光面和第二出光面的反射率不同，且半导体激光芯片分别从第一出光面和第二出光面输出激光束；光纤耦合结构通过将多个半导体激光器排列，从第一出光面输出的激光产生第一平行光束，从第二出光面输出的激光产生第二平行光束；第一平行光束经过一反射光栅，光栅的反射率与芯片第二出光面的反射率相等，第一平行光束再经过一半波片后与第二平行光束同时经过偏振合束器到聚焦透镜后聚焦到光纤上，激光从芯片的两个端面输出，能够提供反射的同时锁定光谱，降低激光芯片的输出光谱宽度。
半导体激光器利用光栅形成谐振光纤耦合结构

[发明专利]基于自对准刻蚀工艺的脊形波导电极窗口制作方法-CN202210083528.4在审
发明人：贺钰雯;周坤;杜维川;李弋;何林安;张亮;高松信;唐淳 -专利权人：中国工程物理研究院应用电子学研究所
申请日： 2022-01-25 - 公布日： 2022-05-06 - 主分类号： H01S5/042 文献下载
摘要：本发明公开了基于自对准刻蚀工艺的脊形波导电极窗口制作方法，该方法包括：在刻蚀好脊形波导的外延片上沉积一层绝缘膜；在所述绝缘膜上涂一层光刻胶，并进行软烘；对所述光刻胶进行刻蚀，直至脊形波导上方的光刻胶被完全刻蚀后停止，并对残留的光刻胶进行硬烘；对硬烘后外延片上脊形上方的绝缘膜进行刻蚀；对脊形波导上方绝缘膜被完全刻蚀的外延片去胶，在所述脊形波导上得到电极窗口。本发明用于外延片上脊形波导电极窗口的制作，能在晶圆发生翘曲、光刻机对准精度不足的情况下，完成零对准偏差的电极窗口制备。
基于对准刻蚀工艺脊形波导电极窗口制作方法

[发明专利]一种半导体激光器结构-CN202011396116.3有效
发明人： 何林安;周坤;杜维川;李弋;高松信;唐淳 -专利权人：中国工程物理研究院应用电子学研究所
申请日： 2020-12-03 - 公布日： 2022-03-15 - 主分类号： H01S5/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种半导体激光器结构，属于半导体光电子的技术领域，该结构包括：由下往上分别设置的衬底、缓冲层、下限制层、下波导层、有源层、上波导层、上限制层和欧姆接触层，其中，在所述下波导层与有源层之间、有源层与上波导层之间分别嵌入有高折射率层，以达到有效提高大光腔波导结构的基模限制因子，同时增强波导对载流子的限制，降低器件的阈值电流，降低高阶模的模式增益，进而提高大光腔波导结构半导体激光器的基模输出功率，改善光束质量，为制备高性能的790nm高功率半导体激光器奠定基础的目的。
一种半导体激光器结构

[发明专利]一种高效率半导体激光器-CN202111029304.7在审
发明人：周坤;杜维川;何林安;贺钰雯;李弋;高松信;唐淳;张亮;胡耀;杨鑫 -专利权人：中国工程物理研究院应用电子学研究所
申请日： 2021-09-03 - 公布日： 2022-01-18 - 主分类号： H01S5/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种高效率半导体激光器，属于半导体激光器件的技术领域，包括衬底，还包括：设于衬底上的条型波导，所述条型波导上沿谐振腔方向设置有多个绝缘区，通过各个所述绝缘区分隔成多个电注入区，且相邻两所述绝缘区之间的间隔由激光器的后腔面至前腔面的方向呈逐渐增大，以达到抑制条型半导体激光器中的空间烧孔、提高电光转换效率的目的。
一种高效率半导体激光器

[发明专利]一种增强亮度的锥形半导体激光器结构-CN202111029308.5在审
发明人：周坤;杜维川;李弋;何林安;贺钰雯;高松信;唐淳;张亮;胡耀;杨鑫 -专利权人：中国工程物理研究院应用电子学研究所
申请日： 2021-09-03 - 公布日： 2022-01-18 - 主分类号： H01S5/042 文献下载
摘要：本发明公开了一种增强亮度的锥形半导体激光器结构，属于半导体激光器件的技术领域，包括衬底，还包括设于衬底上的脊型波导，所述脊型波导的两侧设有绝缘膜且两侧所述绝缘膜之间的覆盖区域应大于脊型波导在慢轴方向上的光场区域；设于脊型波导两侧的A绝缘半导体材料层，所述A绝缘半导体材料层与该侧所在的绝缘膜之间呈交错衔接；金属电极，所述金属电极覆盖于由各所述A绝缘半导体材料层、各所述绝缘膜以及脊型波导共同形成的表面上，且金属电极与A绝缘半导体材料层之间相连接，以达到提高单个锥形半导体激光芯片的近衍射极限输出功率的目的。
一种增强亮度锥形半导体激光器结构

[发明专利]一种基于后腔外腔光谱调控的光谱合束装置-CN202111170264.8在审
发明人：唐淳;杜维川;谭昊;张兰平;傅芸;郭林辉;蒋全伟;周坤;李弋;何林安;高松信 -专利权人：中国工程物理研究院应用电子学研究所
申请日： 2021-10-08 - 公布日： 2022-01-18 - 主分类号： H01S5/40 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于后腔外腔光谱调控的光谱合束装置，包括半导体激光系统、后腔外腔光谱调控系统、前腔共孔径合束系统，后腔外腔光谱调控系统接收半导体激光系统一侧输出的激光光束阵列进行调制并反馈回半导体激光系统，使得半导体激光系统另一侧输出的激光束阵列以一定的光谱间隔分别被调控并锁定在不同的中心波长上，且阵列中每一束激光光束的光谱宽度得到了压窄；前腔共孔径合束系统将半导体激光系统另一侧输出的激光束阵列进行共孔径合束并输出。本发明提出的方案实现了光谱调控与共孔径合束输出的解耦合，实现光谱密集排列的同时提升了合束效率；后腔外腔采用全反射镜进行激光反馈，实现了更加稳定可靠的光谱调控。
一种基于后腔外腔光谱调控束装

[发明专利]一种平板耦合脊波导半导体激光器-CN202110800041.9在审
发明人：贺钰雯;周坤;杜维川;李弋;何林安;高松信;唐淳 -专利权人：中国工程物理研究院应用电子学研究所
申请日： 2021-07-15 - 公布日： 2021-11-26 - 主分类号： H01S5/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种平板耦合脊波导半导体激光器，属于半导体激光器件的技术领域，包括外延层，所述外延层的顶部设有一宽脊波导和分别位于该宽脊波导两侧的一窄脊波导，并通过各个所述窄脊波导限制宽脊波导的横向电场模式，且窄脊波导的宽度小于宽脊波导的宽度；其中，对所述宽脊波导施加正向偏置电压，对各所述窄脊波导施加反向偏置电压，以达到能提高单个激光器的输出功率，并能保持较好光束质量的目的。
一种平板耦合波导半导体激光器

[发明专利]一种高亮度条型半导体激光器及其制备方法-CN202110737006.7在审
发明人：周坤;何林安;杨鑫;杜维川;李弋;贺钰雯;高松信;唐淳 -专利权人：中国工程物理研究院应用电子学研究所
申请日： 2021-06-30 - 公布日： 2021-11-16 - 主分类号： H01S5/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种高亮度条型半导体激光器及其制备方法，属于半导体激光器件的技术领域，该结构的激光器制备在衬底层上，由衬底层往上依次为下限制层、下波导层、量子阱有源层、上波导层、上限制层、接触层和金属电极，其中，上限制层的部分区域进行离子注入，接触层的部分区域进行腐蚀去除，通过离子注入限制激光器注电区域，通过欧姆接触控制电流的扩展，在控制电流分布的同时降低慢轴方向的波导限制，可提高慢轴亮度，同时，在制备条型半导体激光器时无需使用绝缘膜，无需进行绝缘膜电极窗口工艺，减小芯片中的应力，避免电极窗口光刻时的对准问题，改善芯片的散热，提高芯片偏振度，提高条型半导体激光器的一致性和可靠性。
一种亮度半导体激光器及其制备方法

[发明专利]一种脊型波导半导体激光器及其制备方法-CN202110157669.1在审
发明人：周坤;杜维川;何林安;李弋;高松信;唐淳 -专利权人：中国工程物理研究院应用电子学研究所
申请日： 2021-02-05 - 公布日： 2021-05-18 - 主分类号： H01S5/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种脊型波导半导体激光器及其制备方法，属于半导体激光器件的技术领域，该结构的激光器制备在N型衬底层上，由衬底层往上依次为N型下限制层、N型下波导层、量子阱有源层、P型上波导层、P型上限制层、P型接触层、牺牲层；在半导体激光器外延结构表面外延生长一牺牲层，该层材料可通过选择性腐蚀去除，在制备脊型波导时可通过自对准的工艺制备电极窗口，避免了电极窗口光刻时的对准问题，进而可降低工艺难度，提高脊型波导半导体激光器的一致性和可靠性。
一种波导半导体激光器及其制备方法

[发明专利]一种阶梯波导厚度的半导体激光器-CN202110157864.4在审
发明人： 何林安;周坤;杜维川;李弋;高松信;唐淳 -专利权人：中国工程物理研究院应用电子学研究所
申请日： 2021-02-05 - 公布日： 2021-05-18 - 主分类号： H01S5/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种阶梯波导厚度的半导体激光器，属于半导体光电子的技术领域，从下往上分别为衬底层、缓冲层、下限制层、下波导层、量子阱有源层、上波导层、上限制层和欧姆接触层，在上波导层采用选区腐蚀和二次外延的工艺形成腐蚀界面两侧不同的上波导厚度，并采用二次外延波导厚度，有利于在制备片上集成激光器，使腐蚀区为小光腔外延结构，而未腐蚀区为大光腔外延结构，能够达到小光腔外延结构可容纳的模式数量少，有效抑制高阶模激射；小光腔的基模限制因子高，有效降低该区域的阈值电流密度；大光腔为激光出射腔面，有利于降低腔面激光功率密度，提升饱和输出功率。
一种阶梯波导厚度半导体激光器

[发明专利]一种波长锁定的高效率半导体激光器及其制备方法-CN202110167009.1在审
发明人：周坤;杜维川;何林安;李弋;高松信;唐淳 -专利权人：中国工程物理研究院应用电子学研究所
申请日： 2021-02-05 - 公布日： 2021-05-11 - 主分类号： H01S5/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种波长锁定的高效率半导体激光器，属于半导体激光器件的技术领域，由N型衬底层往上依次为N型下限制层、N型下波导层、量子阱有源层、P型上波导层、插入层、P型上限制层、P型接触层，其中插入层的折射率与P型波导层相同且导电类型为N型，在慢轴方向设置形成电流限制层，同时在谐振方向设置形成光栅，通过刻蚀插入层形成电流注入和光栅，然后二次外延工艺生长P型上限制层、P型接触层。激光器后腔面蒸镀高反射膜，前腔面蒸镀抗反射膜，该激光器片上集成了光栅，同时形成较好的侧向电流限制，光栅和电流限制层采用同一步工艺，简化制备流程，具有波长锁定、电‑光效率高的特点。
一种波长锁定高效率半导体激光器及其制备方法

[发明专利]一种半导体激光器及光纤耦合结构-CN202011393287.0在审
发明人：周坤;杜维川;李弋;吴华玲;何林安;高松信;唐淳;郭林辉 -专利权人：中国工程物理研究院应用电子学研究所
申请日： 2020-12-03 - 公布日： 2021-04-06 - 主分类号： H01S5/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种半导体激光器及光纤耦合结构，属于半导体激光器件的技术领域，将半导体激光芯片的两个腔面反射率设置为相等，且激光分别从第一出光面和第二出光面输出；将多个半导体激光器排列，从第一出光面输出的激光经过各自的镜片组件后产生第一平行光束，从第二出光面输出的激光经过各自的镜片组件后产生第二平行光束；第一平行光束经过反射镜、半波片后与第二平行光束同时经过偏振合束器到聚焦透镜后聚焦到光纤上，激光从激光芯片的两个端面输出且对称的谐振腔结构，提高了芯片的电‑光转换效率，同时降低了腔面功率密度，可提高单个激光芯片的激光输出总功率；光纤耦合结构减少芯片数量，结构更加简单轻巧，体积小、重量轻、消耗材料少。
一种半导体激光器光纤耦合结构

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