專利名稱：一種含雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡的光泵浦垂直外腔面發射激光器的制作方法
技術領域：
本發明屬于半導體激光器領域，涉及一種含雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡的
光泵浦垂直外腔面發射激光器。
背景技術：
垂直外腔面發射激光器作為新型半導體激光器是當前光電子激光技術領域最活 躍的研究課題之一，與邊發射半導體激光器相比，垂直外腔面發射激光器以其輸出光功率 高、光束質量好和易于二維列陣的特點在激光顯示、激光通信、材料加工、醫療及國防工程 等領域具有廣泛的應用前景。特別是其易于腔內倍頻方面，在激光泵浦、非線性晶體倍頻等 領域有著非常大的研發前景。垂直外腔面發射激光器結構主要包括外腔反射鏡、有源多量 子阱增益區、半導體分布布拉格反射鏡以及熱沉等。垂直外腔面發射激光器主要是在光泵 浦激勵方式下工作。現有的光泵浦垂直外腔面發射半導體激光器結構中的半導體分布布拉 格反射鏡結構僅對激射光波長起反射作用，與外腔反射鏡形成光諧振腔；這種單反射帶半 導體分布布拉格反射鏡設計時采用兩種折射率不中同的四分之一激射波長光學厚度半導 體材料周期性組合的多層結構，這種半導體分布布拉格反射鏡的優點是設計簡單、外延制 作簡便等。不過由于采用了這種單反射帶半導體分布布拉格反射鏡時，當器件被光泵浦時， 由于泵浦光不能被有源多量子阱增益區中的吸收層全部吸收，會有一部分光被半導體分布 布拉格反射鏡吸收后轉變為熱，增大了器件發熱，降低了器件的發光效率、出光功率和穩定 性。因此需要一種更理想的半導體分布布拉格反射鏡，作為光泵浦垂直外腔面發射激光器 中的一個反射鏡。

發明內容
為了解決已有技術存在的問題，為此，本發明提出一種含雙反射帶半導體分布布 拉格反射鏡的光泵浦垂直外腔面發射激光器。 本發明的一種含雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡的光泵浦垂直外腔面發射激 光器由順次連接的均為泵浦光源1、外腔反射鏡2、增透膜3、窗口層4、有源多量子阱增益區 5、雙反射帶半導體布拉格反射鏡6 ;所述的含雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡的光泵浦 垂直外腔面發射激光器的雙反射帶半導體布拉格反射鏡6由焊料焊接到散熱片7上，之后 整體用焊料焊接到熱沉8，熱沉由焊料焊接到微通道散熱器上。在外腔鏡2與增透膜3之間 可放置非線性晶體。 為了實現激射光A l，采用泵浦光為A 2時，一個周期雙反射帶半導體分布布拉格 反射鏡設計為2-7對四分之一中心波長光學厚度半導體材料M1/四分之一中心波長光學 厚度半導體材料M2和1. 25-1. 75倍中心波長光學厚度半導體材料M1 ;中心波長為泵浦光 波長與激射波長相加的平均值(A l+A 2)/2。 為了實現980-1100波段激射光，采用泵浦光為800-830波段，一個周期雙反射帶
3半導體分布布拉格反射鏡可以設計為2對GaAs(四分之一中心波長光學厚度)/AlAs(四分之一中心波長光學厚度)和GaAs (1. 75倍中心波長光學厚度)。中心波長為泵浦光波長與激射波長相加的平均值。 本發明工作時器件以光泵浦方式工作。泵浦光源可以是半導體激光或其它激光光源。泵浦光經過窗口層在有源多量子阱增益區中的吸收層被吸收產生光生載流子進入量子阱增益區，電子和空穴進行復合，產生受激發射，并經過由外腔反射鏡與雙反射帶半導體布拉格反射鏡構成的諧振腔選模振蕩，激射光從外腔反射鏡出射，在吸收層內未被吸收的泵浦光將被雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡反射回吸收層進行再吸收，并再次形成受激發射。 有益效果 本發明的一種含雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡的光泵浦垂直外腔面發射激光器，采用雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡，該反射鏡在保證對激射光實現反射的同時，對泵浦光也起到反射作用，與含單反射帶半導體分布布拉格反射鏡的光泵浦垂直外腔面發射激光器相比提高泵浦效率在15%以上，降低激光器件的泵浦激射閾值在15%以上，提高器件光光轉化效率在15%，提高光輸出功率在10%，克服了現有結構的不足。本發明的一
種含雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡的光泵浦垂直外腔面發射激光器可以應用于ni-v
族半導體材料體系，也可以應用于n-vi族半導體材料體系，還可以應用在有機發光、激光材料體系。


圖1是一種含雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡的光泵浦垂直外腔面發射激光
器結構主視圖。 圖2是實施例2含雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡的光泵浦垂直外腔面發射激光器腔內倍頻結構主視圖。
具體實施方案
實施例1 : 泵浦光源1是高功率800-830nm波長半導體激光陣列，外腔反射鏡2是由k9光學玻璃或石英制成的平凹鏡，在平面蒸鍍對激射波長的增透膜，凹面曲率半經為25毫米，凹面蒸鍍對激射波長的高反射介質膜，增透膜3采用Hf02材料制成，窗口層4采用GalnO. 49P材料。有源多量子阱增益區5包括周期性有源多量子阱增益區和對泵浦光的吸收層，量子阱為GalnAs和勢壘為GaAsO. 94P，光吸收層采用A10. 06GaAs材料。雙發射帶半導體布拉格反射鏡6采用半導體多層材料；采用泵浦光為800-830波段，為了實現980-1100波段激射光，一個周期雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡可以設計為2對GaAs(四分之一中心波長光學厚度)/AlAs(四分之一中心波長光學厚度)和GaAs(1.75倍中心波長光學厚度)；中心波長為泵浦光波長與激射波長相加的平均值；散熱片7采用金剛石、氮化鋁或氧化鈹材料。熱沉8可采用純銅或無氧銅或紫銅，熱沉由焊料焊接到微通道銅散熱器上。
器件在組裝過程中采用微機械裝配技術對外腔反射鏡和半導體芯片、熱沉及微通道散熱器等進行組裝。
實施例2: 在含雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡的光泵浦垂直外腔面發射激光器的外腔反射鏡2與增透膜3之間放置非線性倍頻晶體9如LB0晶體，其它與實施例1相同。
權利要求
一種含雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡的光泵浦垂直外腔面發射激光器，其特征在于由順次連接的均為泵浦光源(1)、外腔反射鏡(2)、增透膜(3)、窗口層(4)、有源多量子阱增益區(5)、雙反射帶半導體布拉格反射鏡(6)；所述的含雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡的光泵浦垂直外腔面發射激光器的雙反射帶半導體布拉格反射鏡(6)由焊料焊接到散熱片(7)上，之后整體用焊料焊接到熱沉(8)，熱沉由焊料焊接到微通道散熱器上。
2. 為了實現激射光A l，采用泵浦光A2時，一個周期雙反射帶半導體分布布拉格反射 鏡設計為2-7對四分之一中心波長光學厚度半導體材料M1/四分之一中心波長光學厚度 半導體材料M2和1.25-1. 75倍中心波長光學厚度半導體材料Ml ;中心波長為泵浦光波長 與激射波長相加的平均值(A l+A 2)/2。
3. 為了實現980-1100波段激射光，采用泵浦光為800-830波段，一個周期雙反射帶半 導體分布布拉格反射鏡可以設計為2對GaAs(四分之一中心波長光學厚度)/AlAs(四分 之一中心波長光學厚度)和GaAs (1. 75倍中心波長光學厚度)。中心波長為泵浦光波長與 激射波長相加的平均值。
全文摘要
本發明提供了一種含雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡的光泵浦垂直外腔面發射激光器，由順次連接的均為泵浦光源(1)、外腔反射鏡(2)、增透膜(3)、窗口層(4)、有源多量子阱增益區(5)、雙反射帶半導體布拉格反射鏡(6)；所述的含雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡的光泵浦垂直外腔面發射激光器的雙反射帶半導體布拉格反射鏡(6)由焊料焊接到散熱片(7)上，之后整體用焊料焊接到熱沉(8)，熱沉由焊料焊接到微通道散熱器。一種含雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡的光泵浦垂直外腔面發射激光器，采用雙反射帶半導體分布布拉格反射鏡，該反射鏡在保證對激射光實現反射的同時，對泵浦光也起到反射作用，與傳統的單反射帶半導體分布布拉格反射鏡光泵浦垂直外腔面發射激光器相比提高泵浦效率在15％以上，降低激光器的泵浦激射閾值在15％以上，提高器件光光轉化效率在15％，提高光輸出功率在10％，克服了現有結構的不足。該激光器可以應用于III-V族半導體材料體系，也可以應用于II-VI族半導體材料體系，還可以應用在有機發光、激光材料體系。
文檔編號H01S5/183GK101710671SQ200910217988
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月11日 優先權日2009年12月11日
發明者馮源, 晏長嶺, 田春雨, 賈霄, 趙英杰, 鄧昀, 郝永芹, 鐘景昌 申請人:長春理工大學