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[发明专利]同相超模激光器-CN202310826254.8在审
发明人：郑婉华;王炬文;齐爱谊;徐传旺;渠红伟;周旭彦;王亮 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2023-07-06 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： H01S5/40 文献下载
摘要：本公开提供一种同相超模激光器，包括：沿外延方向设置的衬底和至少两个相叠加的激光器单元；其中，至少两个相叠加的激光器单元中的相邻激光器单元之间设置有隧道结，至少两个相叠加的激光器单元的波导芯层相互耦合形成超模光学腔；以及远离衬底的最上层激光器单元上刻蚀有一个或多个电注入脊条结构；其中，电注入脊条结构包括本征超模增益区和反向超模相移区，反向超模相移区用于补偿与本征超模增益区相对应的超模光学腔中高阶超模的本征相位差。本公开的同相超模激光器可以在快轴方向实现同相超模输出，并且具有低发散角的远场主峰，以及窄光谱宽度。
相超模激光器

[发明专利]单片激光器、光子晶体激光阵列的无焊接制备方法及装置-CN202210174472.3在审
发明人：刘靖;郑婉华;周旭彦;王宇飞;齐爱谊;渠红伟 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2022-02-24 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： H01S5/0235 文献下载
摘要：本发明提供了一种单片激光器的无焊接制备方法，包括：在微通道热沉的一端放置第一焊片，微通道热沉的另一端粘结绝缘膜；在第一焊片上依次放置芯片、第二焊片和N面电极片；通过固定件将微通道热沉、绝缘膜和N面电极片进行固定。本发明还提供了一种光子晶体激光阵列的无焊接制备方法及装置。
单片激光器光子晶体激光阵列焊接制备方法装置

[发明专利]激光器及其制备方法-CN202310308102.9在审
发明人：郑婉华;徐传旺;齐爱谊;王炬文;渠红伟;周旭彦;王亮 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2023-03-27 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： H01S5/042 文献下载
摘要：本公开提供了一种激光器及其制备方法，应用于半导体激光器技术领域。该激光器包括N面电极层、衬底、N型限制层、N型波导层、有源层、P型波导层、P型限制层、欧姆接触层、反型层和P面电极层，该反型层包括至少一个反型层单元，P面电极层还与所述欧姆接触层接触。本公开通过在传统外延结构上继续外延生长一层反型层，仅需一次光刻实现区域电流注入，无需沉积绝缘层或者离子注入，大大简化了芯片的制作过程，提升了制备效率。同时通过欧姆接触层或P型限制层与反型层之间形成的凹凸结构，有助于P面电极层的金属扩展，增加了芯片与金属之间的粘合力。且多个反型层单元的设置，可以实现不同反型层单元之间的相互耦合，进而改善光束质量。
激光器及其制备方法

[发明专利]光子晶体激光器-CN202310337435.4在审
发明人：郑婉华;徐传旺;齐爱谊;渠红伟;周旭彦;王亮;王天财 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2023-03-31 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： H01S5/10 文献下载
摘要：本公开提供一种光子晶体激光器，涉及半导体激光器领域，其包括衬底，依次叠设于衬底上的N型限制层、N型波导层、有源层、P型波导层、P型限制层、绝缘层、欧姆接触层以及P面电极层；其中，在沿腔长方向的两面分别设置反射率均为0％的第一膜层和第二膜层，用于抑制光波模式在腔长方向形成振荡；在沿腔长方向的两面相邻的两侧面，一个侧面设置反射率为0％‑10％的第三膜层，另一个侧面设置反射率为90％‑100％的第四膜层，用于光波模式在侧面方向形成振荡。本公开保证输出光信号高功率的情况下，可以避免产生纵向烧孔效应。
光子晶体激光器

[发明专利]一种半导体激光器及其制备方法-CN202111317942.9在审
发明人：郑婉华;李晶;王海玲;渠红伟 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2021-11-08 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： H01S5/20 文献下载
摘要：本公开提供了一种半导体激光器，包括：依次生长在衬底上的第一限制层、有源层、第二限制层及波导层，其中，波导层上表面部分刻蚀形成主振荡结构，另一部分刻蚀形成功率放大结构，其中，主振荡结构与功率放大结构之间设置电隔离区，主振荡结构用于产生种子源，功率放大结构用于将种子源进行功率放大后输出；其中，主振荡结构包括至少一组光子晶体结构，和/或功率放大结构包括至少一组光子晶体结构；光子晶体结构用于将多模的种子源转换为单模的种子源。本公开还提供了一种半导体激光器的制备方法。
一种半导体激光器及其制备方法

[发明专利]侧向复合光栅DFB激光器结构及应用-CN202011555716.X有效
发明人：郑婉华;徐远博;渠红伟;王明金;王天财;刘文振;周旭彦 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2020-12-24 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： H01S5/12 文献下载
摘要：一种侧向复合光栅DFB激光器结构及应用，该侧向复合光栅DFB激光器结构包括N面电极层；N型波导层，设置在N面电极层上；有源层，设置在N型波导层上；P型波导层，设置在有源层上，包括未刻蚀P型波导层、脊波导和高阶表面侧向光栅，脊波导和高阶表面侧向光栅均设置在未刻蚀P型波导层上，高阶表面侧向光栅设置在脊波导两侧，狭槽区域设置在高阶表面侧向光栅与脊波导的连接处；以及P面电极层，设置在脊波导上。本发明通过在高阶表面侧向光栅与脊波导的连接处附近引入狭槽进行电隔离，可以减少电注入时侧向光栅造成的载流子泄漏，从而降低激光器的阈值电流密度，提高斜率效率，有利于实现窄线宽和高功率激光输出。
侧向复合光栅 dfb 激光器结构应用

[发明专利]一种高铝组分的氧化限制半导体激光器及其制备方法-CN202211429937.1在审
发明人：郑婉华;王亮;周旭彦;渠红伟;孟凡胜;齐爱谊;徐传旺;韩韧博;王宇飞 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2022-11-14 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： H01S5/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种高铝组分的氧化限制半导体激光器及其制备方法，该高铝组分的氧化限制半导体激光器包括：N面金属电极、N型GaAs衬底、N型限制层、N型波导层、有源区、P型波导层、P型限制层、P型高铝组分层、P型接触层和P面金属电极；其中，P型高铝组分层和P型接触层经光刻和刻蚀形成脊条结构；P型高铝组分层经过氧化形成氧化限制层；氧化限制层置于P型限制层上表面和P型接触层下表面之间，并包裹于脊条结构的两侧，使其形成脊条结构下方的电流注入通道和脊条结构两侧电隔离。高铝组分的氧化限制半导体激光器较传统激光器性能更好，且其制备方法工艺难度低，可以提高器件制备过程中的成品率，减少制备过程中耗材，节省生产成本。
一种组分氧化限制半导体激光器及其制备方法

[发明专利]光子晶体激光器-CN202111150917.6有效
发明人：郑婉华;徐传旺;王亮;渠红伟;齐爱谊;周旭彦;王天财;王炬文 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2021-09-29 - 公布日： 2023-01-03 - 主分类号： H01S5/11 文献下载
摘要：本发明公开了一种光子晶体激光器，包括：有源层(6)；N型下波导层(5)，设置在有源层(6)下，用于形成电流注入通道和纵向光场限制；以及光子晶体波导层(4)，设置在N型下波导层(5)下，包括多个波导组件，每个波导组件包括：高折射率层(41)，以及低折射率层(42)，设置在高折射率层(41)上，低折射率层(42)的折射率不高于高折射率层(41)的折射率，多个波导组件的高折射率层(41)和低折射率层(42)交替设置，其中，低折射率层(42)包括从高折射率层(41)依次形成的折射率下降部(421)、过渡部(422)、和折射率上升部(423)，折射率下降部(421)的折射率从高折射率层(41)的折射率逐渐下降到过渡部(422)的折射率，折射率上升部(423)的折射率从过渡部(422)的折射率逐渐上升到高折射率层(41)的折射率。
光子晶体激光器

[发明专利]多隧道结倒装表面浮雕结构的垂直腔面发射激光器阵列-CN202211143176.3在审
发明人： 渠红伟;隋佳桐;周旭彦;张建心;郑美好;张宇;孟凡胜 -专利权人：潍坊先进光电芯片研究院;中国科学院半导体研究所
申请日： 2022-09-20 - 公布日： 2022-12-30 - 主分类号： H01S5/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种多隧道结倒装表面浮雕结构的垂直腔面发射激光器阵列，按照自下而上的顺序包括：热沉、焊料、P面电极、P面绝缘层、P型DBR、多隧道结、N型DBR、衬底、N面绝缘层、N面电极。该垂直腔面发射激光器阵列采用多隧道结以及多氧化层结构，可提高输出功率和电光转换效率，采用倒装底部发射的结构，芯片有源区更加靠近封装基板，有效地改善散热性及提高饱和电流。外加底部浮雕刻蚀，降低发散角，便于光束整形，提高耦合效率。本发明仅需普通光刻和外加普通光刻外加干法刻蚀技术实现，不需要电子束曝光等复杂制备工艺，降低发散角，改善提高耦合效率，有利于实现低成本、高功率、高效率、低发散角高功率密度的激光输出。
隧道倒装表面浮雕结构垂直发射激光器阵列

[发明专利]一种半导体激光器阵列结构-CN202211177581.7在审
发明人： 渠红伟;郑美好;周旭彦;张建心;隋佳桐;张宇 -专利权人：潍坊先进光电芯片研究院;中国科学院半导体研究所
申请日： 2022-09-27 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： H01S5/40 文献下载
摘要：本发明涉及半导体激光器技术领域，特别公开了一种半导体激光器阵列结构。它包括边缘发光单元和中心发光单元，在总的发光面积不变的情况下，所述边缘发光单元和中心发光单元进行同样的变形，所有中心发光单元的面积相同且小于边缘发光单元的面积，内侧的边缘发光单元的面积不大于其相邻外侧的面积。本发明在保证发光单元总的发光面积不变的情况下，阵列各发光单元的周期相同，适当增加了边缘发光单元尺寸、适当减小了中心发光单元尺寸，使得整个阵列各个发光单元散热更加均匀，有效改善阵列温度分布均匀性，提阵列波长一致性。同时，本发明把发光单元的形状改为喇叭口形或锥形，可抑制高阶模，减少横向发散角，达到了改善光束质量的目的。
一种半导体激光器阵列结构

[发明专利]一种高功率半导体激光器单管双面微通道液体冷却封装结构-CN202210673409.4在审
发明人： 渠红伟;张宇;周旭彦;张建心;郑美好;隋佳桐 -专利权人：潍坊先进光电芯片研究院;中国科学院半导体研究所
申请日： 2022-06-14 - 公布日： 2022-10-18 - 主分类号： H01S5/024 文献下载
摘要：一种高功率半导体激光器单管双面微通道液体冷却封装结构，涉及半导体激光器封装技术领域，包括上下叠加的第一热沉与第二热沉，第一热沉与第二热沉之间设有半导体激光器单管，第一热沉与第二热沉上设有对半导体激光器单管进行散热的水冷通道，对激光器单管的P面和N面同时进行高效快速散热，降低P面和N面的温度差，改善温度分布的均匀性。本发明解决了传统技术中的装置存在散热传递效率较低，不利于快速散热的问题；以及由于装置体积较大，使工艺过程更加繁琐的问题，从而对半导体激光器的高性能输出造成严重的限制，减小了半导体激光器适用范围的问题。
一种功率半导体激光器双面通道液体冷却封装结构

[发明专利]低功率损耗半导体激光器及其制备方法-CN202210754306.0在审
发明人：郑婉华;徐传旺;齐爱谊;渠红伟;周旭彦;王天财 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2022-06-28 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： H01S5/30 文献下载
摘要：本公开提供一种低功率损耗半导体激光器及制备方法，器件包括：半导体衬底层，以及依次叠设外延于半导体衬底层上的N型限制层、N型波导层、有源层、P型波导层、P型限制层和欧姆接触层；P型限制层包括叠设的第一P型子限制层和第二P型子限制层，第一P型子限制层靠近P型波导层；其中，沿外延方向，半导体衬底层、N型限制层、第二P型子限制层和欧姆接触层的掺杂浓度沿厚度变化均保持不变，掺杂气体流量随时间的变化为常数，N型波导层、P型波导层和第一P型子限制层的掺杂浓度与厚度均满足二次函数关系，掺杂气体流量随时间的变化均满足二次函数关系。该器件可以实现很低的功率损耗。
功率损耗半导体激光器及其制备方法

[发明专利]单空间模低发散角窄线宽复合光子晶体激光器-CN202210432674.3在审
发明人：郑婉华;陈忠浩;赵少宇;周旭彦;渠红伟;齐爱谊 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2018-11-23 - 公布日： 2022-07-15 - 主分类号： H01S5/11 文献下载
摘要：本公开公开一种单空间模低发散角窄线宽复合光子晶体激光器，包括：外延结构，包括N型光子晶体区，其为由材料组分调制而形成的高低折射率突变或渐变的周期及准周期结构组成的一维光子晶体，用于在外延方向对高阶模式进行滤除以及对基模进行扩展；脊波导，通过普通接触式光刻及干法刻蚀刻蚀外延结构而形成；侧向耦合光子晶体，制作于脊波导的两侧，呈梳齿状分布；其采用高阶光子晶体，通过普通接触式光刻及干法刻蚀刻蚀外延结构而形成；其与脊波导一步制备而成；介质层，形成于脊波导及侧向耦合光子晶体表面，脊波导上的介质层去除，用于实现电流注入；P型电极，形成于脊波导及介质层上；N型电极，形成于外延结构背离N型光子晶体区一侧。
空间发散角窄线宽复合光子晶体激光器

[发明专利]基于光子晶体缺陷态模式控制的锥形光子晶体激光器-CN201811413063.4有效
发明人：郑婉华;周旭彦;马晓龙;陈忠浩;渠红伟;齐爱谊 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2018-11-23 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： H01S5/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于光子晶体缺陷态模式控制的锥形光子晶体激光器，包括：一外延层的结构，该外延层的结构包含：N型衬底；N型限制层，位于N型衬底之上；完美一维光子晶体，位于N型限制层之上；有源区，位于完美一维光子晶体上；P型限制层，位于有源区之上；P型接触层，位于P型限制层之上；以及锥形结构，设置于该外延层的P面，该锥形结构包含：脊形波导部分；以及锥形波导部分，与脊形波导部分相连，实现增益；其中，完美一维光子晶体中还包含破坏该完美一维光子晶体周期性的缺陷层，有源区位于该缺陷层中。该激光器能够改善半导体激光器光束质量，提高输出功率，减小垂直方向发散角，实现稳定的垂直模式输出。
基于光子晶体缺陷模式控制锥形晶体激光器

[发明专利]双波长激光输出装置及方法、半导体激光器-CN202111118088.3在审
发明人：郑婉华;鲁玉环;张伟桥;周旭彦;渠红伟 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2021-09-23 - 公布日： 2021-12-28 - 主分类号： H01S5/00 文献下载
摘要：本公开提供了一种双波长激光输出装置，应用于光学技术领域，包括：光源模块，用于输出不同偏振态的偏振光；反射光栅，用于将偏振光中第一指定波长的光束进行一级衍射得到第一指定波长的衍射光，以及，对偏振光进行零级衍射得到零级衍射光；全反射镜，用于将第一指定波长的衍射光反射到反射光栅上；体布拉格光栅，用于对零级衍射光中的第二指定波长的光束进行衍射，得到第二指定波长的衍射光；反射光栅，还用于对第一指定波长的衍射光进行一级衍射至光源模块，以及，对第二指定波长的衍射光进行零级衍射至光源模块。本申请还公开了一种双波长激光输出装置方法、半导体激光器，可输出等强度的双波长激光。
波长激光输出装置方法半导体激光器

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