本發(fā)明涉及光電子技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，尤其涉及一種半導(dǎo)體激光器以及制作方法以及設(shè)備。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體激光器(laserdiode，簡稱：ld)具備極小的芯片尺寸、很高的電光轉(zhuǎn)換效率以及輸出功率，在固體激光泵浦、激光加工、激光醫(yī)療以及激光雷達等領(lǐng)域應(yīng)用極其廣泛。

對于固體激光泵浦以及激光加工等領(lǐng)域需要半導(dǎo)體激光器模塊具備上千瓦甚至萬瓦級功率的要求，因此需要對多個半導(dǎo)體激光器單元進行光束合束后耦合至光纖中形成一束激光，進而也就需要半導(dǎo)體激光器單元具有高的光束質(zhì)量以提高耦合效率，并且為了減小半導(dǎo)體激光器成本需保證每個半導(dǎo)體激光器單元具有高的輸出功率。對于激光雷達等領(lǐng)域同樣需要半導(dǎo)體激光器具有高的輸出功率和均勻的輸出光斑，而良好的光束質(zhì)量是實現(xiàn)均勻光斑的前提。

現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體激光器的發(fā)光區(qū)結(jié)構(gòu)為數(shù)十μm乃至數(shù)百μm寬的條型結(jié)構(gòu)，進而導(dǎo)致半導(dǎo)體激光器寬度方向上將會存在激光的基模與高階模式的共同激射。當(dāng)半導(dǎo)體激光器的基模具有高斯?fàn)畹墓鈭龇植紩r，是最為理想的出光模式；當(dāng)輸出激光中出現(xiàn)很高的高階模式激射時或高階模式激射高于基模激射時，則會出現(xiàn)出光光斑不均勻的問題，進而使激光光束質(zhì)量大大降低。

而現(xiàn)有技術(shù)中通過降低發(fā)光區(qū)域的寬度以實現(xiàn)高階模式的過濾，但是這種技術(shù)手段在一定程度上降低了半導(dǎo)體激光器的輸出功率。

那么如何提供一種高輸出功率以及高光束質(zhì)量的半導(dǎo)體激光器，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體激光器以及制作方法以及設(shè)備，該半導(dǎo)體激光器解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，具備高輸出功率以及高光束質(zhì)量的特點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種半導(dǎo)體激光器，所述半導(dǎo)體激光器包括：

襯底；

設(shè)置在所述襯底一側(cè)的n面波導(dǎo)層；

設(shè)置在所述襯底一側(cè)且背離所述n面波導(dǎo)層的n面電極；

設(shè)置在所述n面波導(dǎo)層一側(cè)且背離所述襯底的發(fā)光區(qū)；

設(shè)置在所述發(fā)光區(qū)一側(cè)且背離所述n面波導(dǎo)層的p面波導(dǎo)層；

設(shè)置在所述p面波導(dǎo)層一側(cè)且背離所述發(fā)光區(qū)的p面蓋層；

設(shè)置在所述p面蓋層一側(cè)且背離所述p面波導(dǎo)層的p面電極；

設(shè)置在所述p面蓋層上且內(nèi)嵌至所述p面電極中的電流阻擋層；

其中，所述電流阻擋層將所述p面電極劃分為多個電流注入?yún)^(qū)域，且所述電流注入?yún)^(qū)域的大小由所述p面電極的中間至兩端逐步減小。

優(yōu)選的，在上述半導(dǎo)體激光器中，所述p面電極與所述p面蓋層之間電連接。

優(yōu)選的，在上述半導(dǎo)體激光器中，所述n面電極與所述襯底之間電連接。

優(yōu)選的，在上述半導(dǎo)體激光器中，所述電流阻擋層的材料為絕緣材料。

本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體激光器的制作方法，用于制作上述任一項所述的半導(dǎo)體激光器，所述制作方法包括：

提供一襯底；

在所述襯底一側(cè)形成n面波導(dǎo)層；

在所述襯底一側(cè)且背離所述n面波導(dǎo)層上形成n面電極；

在所述n面波導(dǎo)層一側(cè)且背離所述襯底上形成發(fā)光區(qū)；

在所述發(fā)光區(qū)一側(cè)且背離所述n面波導(dǎo)層上形成p面波導(dǎo)層；

在所述p面波導(dǎo)層一側(cè)且背離所述發(fā)光區(qū)上形成p面蓋層；

在所述p面蓋層一側(cè)且背離所述p面波導(dǎo)層上形成p面電極；

在所述p面蓋層上形成電流阻擋層，且所述電流阻擋層內(nèi)嵌至所述p面電極中；

其中，所述電流阻擋層將所述p面電極劃分為多個電流注入?yún)^(qū)域，且所述電流注入?yún)^(qū)域的大小由所述p面電極的中間至兩端逐步減小。

優(yōu)選的，在上述制作方法中，所述在所述p面蓋層上形成電流阻擋層，且所述電流阻擋層內(nèi)嵌至所述p面電極中包括：

在所述p面蓋層上沉積絕緣材料層；

在所述絕緣材料層上制備有機物光刻膠掩膜層；

通過曝光處理形成預(yù)設(shè)圖案；

對曝光出的絕緣材料層進行刻蝕處理，直至所述p面蓋層；

去除剩余的有機物光刻膠掩膜層，形成所述電流阻擋層；

在所述電流阻擋層上蒸鍍電極金屬，形成所述p面電極，以使所述電流阻擋層內(nèi)嵌至所述p面電極中。

本發(fā)明還提供了一種設(shè)備，所述設(shè)備包括：上述任一項所述的半導(dǎo)體激光器。

通過上述描述可知，本發(fā)明提供的一種半導(dǎo)體激光器通過新型的分區(qū)注入電流的電極結(jié)構(gòu)，也就是說，通過電流阻擋層將p面電極劃分為多個電流注入?yún)^(qū)域，并將電流注入?yún)^(qū)域的大小由中間至兩端逐步減小，實現(xiàn)了注入電流在條寬方向上的類高斯形狀分布；而這種分布形式與基模的分布形式極其吻合，且類高斯分布與高階模式的分布存在很大的差異，進而實現(xiàn)了在保證基模分布具有高斯?fàn)畹墓鈭龇植嫉那疤嵯?，有效抑制高階模式所能夠獲取的光增益，最終使得基模光與高階模式的光在模式競爭作用下勝出，實現(xiàn)半導(dǎo)體激光器的基模光輸出，從根本上解決了高階模式激射的源頭，有效提升輸出激光的光束質(zhì)量。

相比較現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明提供的半導(dǎo)體激光器并未縮減半導(dǎo)體激光器發(fā)光區(qū)的尺寸，進而保證半導(dǎo)體激光器的輸出功率不受影響，同時達到了高功率以及高光束質(zhì)量的目標。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種半導(dǎo)體激光器的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種半導(dǎo)體激光器注入電流分布以及基模光場強度分布以及高階模光場強度分布的示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種半導(dǎo)體激光器的制作方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

參考圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的一種半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；參考圖2，圖2為本發(fā)明實施例提供的一種半導(dǎo)體激光器的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

所述半導(dǎo)體激光器包括：

襯底17；

設(shè)置在所述襯底17一側(cè)的n面波導(dǎo)層16；

設(shè)置在所述襯底17一側(cè)且背離所述n面波導(dǎo)層16的n面電極18；

設(shè)置在所述n面波導(dǎo)層16一側(cè)且背離所述襯底17的發(fā)光區(qū)15；

設(shè)置在所述發(fā)光區(qū)15一側(cè)且背離所述n面波導(dǎo)層16的p面波導(dǎo)層14；

設(shè)置在所述p面波導(dǎo)層14一側(cè)且背離所述發(fā)光區(qū)15的p面蓋層13；

設(shè)置在所述p面蓋層13一側(cè)且背離所述p面波導(dǎo)層14的p面電極11；

設(shè)置在所述p面蓋層13上且內(nèi)嵌至所述p面電極11中的電流阻擋層12；

其中，所述電流阻擋層12將所述p面電極11劃分為多個電流注入?yún)^(qū)域，如圖1以及圖2中1a、1b以及1c所示，且所述電流注入?yún)^(qū)域的大小由中間至兩端逐步減小，也就是說，1a＞1b＞1c。

需要說明的是，圖1以及圖2中僅僅以舉例的形式說明所述電流注入?yún)^(qū)域，對其區(qū)域的數(shù)量并不作限定。

具體的，所述p面電極11與所述p面蓋層13之間電連接；所述n面電極18與所述襯底17之間電連接。

其中，所述電流阻擋層12的材料為絕緣材料，以使所述p面電極11劃分為多個電流注入?yún)^(qū)域，并且每個電流注入?yún)^(qū)域的寬度均有所不同，如上述所述，電流注入?yún)^(qū)域的大小由p面電極11的中間至兩端逐步減小，通過控制各個電流注入?yún)^(qū)的寬度差異實現(xiàn)對半導(dǎo)體激光器內(nèi)部的電流分布調(diào)控。

參考圖3，圖3為本發(fā)明實施例提供的一種半導(dǎo)體激光器注入電流分布以及基模光場強度分布以及高階模光場強度分布的示意圖。

如圖3所示，本發(fā)明提供的一種半導(dǎo)體激光器通過新型的分區(qū)注入電流的電極結(jié)構(gòu)，也就是說，通過電流阻擋層將p面電極劃分為多個電流注入?yún)^(qū)域，并將電流注入?yún)^(qū)域的大小由中間至兩端逐步減小，實現(xiàn)了注入電流在條寬方向上的類高斯形狀分布；如圖3中基模光場強度分布曲線以及高階模光場強度分布曲線所示，基模的分布形狀極其吻合高斯形狀分布，且高階模式的分布與高斯形狀分布存在很大的差異；并且基模光場強度的峰值均大于高階模光場強度的峰值，進而實現(xiàn)了在保證基模分布具有高斯?fàn)畹墓鈭龇植嫉那疤嵯?，有效抑制高階模式所能夠獲取的光增益，最終使得基模光與高階模式的光在模式競爭作用下勝出，實現(xiàn)半導(dǎo)體激光器的基模光輸出，從根本上解決了高階模式激射的源頭，有效提升輸出激光的光束質(zhì)量。

相比較現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明并未縮減半導(dǎo)體激光器發(fā)光區(qū)的尺寸，進而保證半導(dǎo)體激光器的輸出功率不受影響，同時達到了高功率以及高光束質(zhì)量的目標。

需要說明的是，本發(fā)明提供的新型的分區(qū)注入電流的電極結(jié)構(gòu)不僅限制于傳統(tǒng)的條形半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)，也適用于錐形、脊形半導(dǎo)體激光器以及光放大器結(jié)構(gòu)，用于實現(xiàn)通過電流分布控制輸出光束的質(zhì)量。

其中，本發(fā)明提供的半導(dǎo)體激光器材料結(jié)構(gòu)可以為(al)gaas材料，也可以為inp、gasb、gan或zno等半導(dǎo)體材料或有機材料，在本發(fā)明中并不作限定。

并且，本發(fā)明提供的半導(dǎo)體激光器的發(fā)光區(qū)15的結(jié)構(gòu)可以為常規(guī)的量子阱結(jié)構(gòu)，也可以為量子點、量子線或量子環(huán)等帶有增益功能的材料結(jié)構(gòu)，主要為振蕩的激光提供光學(xué)增益。

參考圖4，圖4為本發(fā)明實施例提供的一種半導(dǎo)體激光器的制作方法的流程示意圖；用于制作上述所述的半導(dǎo)體激光器。

所述制作方法包括：

s101：提供一襯底；

s102：在所述襯底一側(cè)形成n面波導(dǎo)層；

s103：在所述襯底一側(cè)且背離所述n面波導(dǎo)層上形成n面電極；

s104：在所述n面波導(dǎo)層一側(cè)且背離所述襯底上形成發(fā)光區(qū)；

s105：在所述發(fā)光區(qū)一側(cè)且背離所述n面波導(dǎo)層上形成p面波導(dǎo)層；

s106：在所述p面波導(dǎo)層一側(cè)且背離所述發(fā)光區(qū)上形成p面蓋層；

s107：在所述p面蓋層一側(cè)且背離所述p面波導(dǎo)層上形成p面電極；

s108：在所述p面蓋層上形成電流阻擋層，且所述電流阻擋層內(nèi)嵌至所述p面電極中；

其中，所述電流阻擋層將所述p面電極劃分為多個電流注入?yún)^(qū)域，且所述電流注入?yún)^(qū)域的大小由所述p面電極的中間至兩端逐步減小。

具體的，步驟s108：在所述p面蓋層上形成電流阻擋層，且所述電流阻擋層內(nèi)嵌至所述p面電極中的具體步驟為：

在所述p面蓋層上沉積絕緣材料層；

在所述絕緣材料層上制備有機物光刻膠掩膜層；

通過曝光處理形成預(yù)設(shè)圖案；

對曝光出的絕緣材料層進行刻蝕處理，直至所述p面蓋層；

去除剩余的有機物光刻膠掩膜層，形成所述電流阻擋層；

在所述電流阻擋層上蒸鍍電極金屬，形成所述p面電極，以使所述電流阻擋層內(nèi)嵌至所述p面電極中。

需要說明的是，該制作方法的步驟流程僅僅是以舉例的形式進行說明，并不對工藝步驟的先后順序進行限定，可根據(jù)具體情況而定。

本發(fā)明還提供了一種設(shè)備，該設(shè)備包括上述所述的半導(dǎo)體激光器。

通過上述描述可知，相比較現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明提供的半導(dǎo)體激光器并未縮減半導(dǎo)體激光器發(fā)光區(qū)的尺寸，進而保證半導(dǎo)體激光器的輸出功率不受影響，而是通過新型的分區(qū)注入電流的電極結(jié)構(gòu)，也就是說，通過電流阻擋層將p面電極劃分為多個電流注入?yún)^(qū)域，并將電流注入?yún)^(qū)域的大小由中間至兩端逐步減小，實現(xiàn)了注入電流在條寬方向上的類高斯形狀分布；而這種分布形式與基模的分布形式極其吻合，且類高斯分布與高階模式的分布存在很大的差異，進而實現(xiàn)了在保證基模分布具有高斯?fàn)畹墓鈭龇植嫉那疤嵯拢行б种聘唠A模式所能夠獲取的光增益，最終使得基模光與高階模式的光在模式競爭作用下勝出，實現(xiàn)半導(dǎo)體激光器的基模光輸出，從根本上解決了高階模式激射的源頭，有效提升輸出激光的光束質(zhì)量。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。