小型化高重復(fù)頻率鎖模半導(dǎo)體薄片激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鎖模半導(dǎo)體薄片激光器領(lǐng)域，具體涉及一種小型化高重復(fù)頻率鎖模半導(dǎo)體薄片激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)體薄片激光器具有半導(dǎo)體激光器的優(yōu)點(diǎn):波長(zhǎng)覆蓋了從可見(jiàn)光到近紅外的寬廣范圍，半導(dǎo)體對(duì)抽運(yùn)光的帶間躍迀吸收使其吸收帶寬很寬，對(duì)抽運(yùn)光的波長(zhǎng)漂移不敏感;器件本身效率高、壽命長(zhǎng)、體積小等;另一方面，它又具有固體薄片激光器的優(yōu)點(diǎn):光束質(zhì)量十分優(yōu)良，光抽運(yùn)可以產(chǎn)生大面積的均勻抽運(yùn)，因而可以通過(guò)增大抽運(yùn)光斑面積來(lái)降低激光器的熱效應(yīng);在半導(dǎo)體薄片激光器中通過(guò)設(shè)置可飽和吸收體層，可將連續(xù)激光轉(zhuǎn)換成具有一定重復(fù)頻率的脈沖激光，高重復(fù)頻率全固態(tài)脈沖激光在科研、工業(yè)、醫(yī)學(xué)和國(guó)防軍事等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，而一般的鎖模半導(dǎo)體薄片激光的結(jié)構(gòu)中，為保證栗浦光斑的均勻性一般垂直入射形成圓斑，栗浦光與激光諧振腔位于增益芯片的同一側(cè)，使得諧振腔的設(shè)計(jì)及搭建受到限制，造成諧振腔腔長(zhǎng)較大，由于諧振腔腔長(zhǎng)與鎖模脈沖的重復(fù)頻率成反比，導(dǎo)致鎖模脈沖重復(fù)頻率較低，不能獲得較高的重復(fù)頻率，造成其應(yīng)用受到限制。
[0003]因此，為解決以上問(wèn)題，需要一種小型化高重復(fù)頻率鎖模半導(dǎo)體薄片激光器，能夠使諧振腔的設(shè)計(jì)及搭建不再受到栗浦光的限制，諧振腔的腔長(zhǎng)可以做得很短，鎖模脈沖重復(fù)頻率得到很大提高，同時(shí)激光器也變得更加緊湊而小型化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供小型化高重復(fù)頻率鎖模半導(dǎo)體薄片激光器，能夠使諧振腔的設(shè)計(jì)及搭建不再受到栗浦光的限制，諧振腔的腔長(zhǎng)可以做得很短，鎖模脈沖重復(fù)頻率得到很大提高，同時(shí)激光器也變得更加緊湊而小型化。
[0005]本發(fā)明的小型化高重復(fù)頻率鎖模半導(dǎo)體薄片激光器，包括增益芯片、光學(xué)諧振腔鏡組件和栗浦光源，所述光學(xué)諧振腔鏡組件位于增益芯片前側(cè)并與增益芯片組成V型諧振腔，所述栗浦光源從后側(cè)對(duì)增益芯片進(jìn)行栗浦并通過(guò)光學(xué)諧振腔鏡組件產(chǎn)生鎖模脈沖激光。
[0006]進(jìn)一步，所述增益芯片由前到后依次包括量子阱有源區(qū)、第一分布布喇格反射層和第一熱沉，所述第一分布布喇格反射層為對(duì)基頻光高反而對(duì)栗浦光高透的結(jié)構(gòu)，熱沉上設(shè)置有用于栗浦光穿過(guò)的通光孔。
[0007]進(jìn)一步，所述第一分布布喇格反射層包括依次間隔設(shè)置的低折射率層和高折射率層，所述低折射率層由砷化鎵制備而成，所述高折射率層由砷化鎵摻雜鋁后制備而成。
[0008]進(jìn)一步，所述高折射率層中鋁按摩爾比占10%_20%。
[0009]進(jìn)一步，所述光學(xué)諧振腔鏡包括后腔反射鏡和耦合輸出鏡，所述后腔反射鏡由后向前依次包括第二分布布喇格反射層、可飽和吸收體層和基片層;所述基質(zhì)片為由砷化鎵材料制備而成的用于壓窄基頻激光線寬的半導(dǎo)體片，基質(zhì)片的上、下表面均拋光處理且相互平行，基質(zhì)片的上表面設(shè)置有對(duì)基頻激光增透的增透膜;所述可飽和吸收體層包括兩層砷化鎵和設(shè)置于兩層砷化鎵之間的砷化鎵銦。
[0010]進(jìn)一步，所述量子阱有源區(qū)由多個(gè)量子阱單元重疊而成，所述量子阱單元包括兩層勢(shì)皇層和設(shè)置于兩勢(shì)皇層之間的量子阱層;所述勢(shì)皇層和量子阱層分別為砷化鎵和砷化鎵銦。
[0011 ]進(jìn)一步，所述增益芯片前側(cè)還設(shè)置有窗口層和保護(hù)層;所述窗口層為砷化鎵銦，所述保護(hù)層為砷化鎵。
[0012]進(jìn)一步，所述通光孔為錐形孔。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明公開(kāi)的一種小型化高重復(fù)頻率鎖模半導(dǎo)體薄片激光器，通過(guò)將栗浦光源設(shè)置于增益芯片的后側(cè)并從后側(cè)進(jìn)行光栗浦，可完全避免栗浦光源對(duì)諧振腔造成干涉，諧振腔的設(shè)計(jì)及搭建不再受到栗浦光的限制，諧振腔的腔長(zhǎng)可以做得很短，鎖模脈沖重復(fù)頻率得到很大提高，同時(shí)激光器也變得更加緊湊而小型化，大大提高其應(yīng)用范圍和激光性能。
【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明中可飽和吸收體層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明中增益芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為基質(zhì)片對(duì)激光器輸出進(jìn)行濾波的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明中可飽和吸收體層的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明中增益芯片的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為基質(zhì)片對(duì)激光器輸出進(jìn)行濾波的原理圖，如圖所示，本實(shí)施例中的小型化高重復(fù)頻率鎖模半導(dǎo)體薄片激光器，包括增益芯片、光學(xué)諧振腔鏡組件和栗浦光源I，所述光學(xué)諧振腔鏡組件位于增益芯片前側(cè)并與增益芯片組成V型諧振腔，所述栗浦光源I從后側(cè)對(duì)增益芯片進(jìn)行栗浦并通過(guò)光學(xué)諧振腔鏡組件產(chǎn)生鎖模脈沖激光7;所述增益芯片的前側(cè)表示為增益芯片上受激光線發(fā)射的一側(cè)，反之為后側(cè)，通過(guò)將栗浦光源I設(shè)置于增益芯片的后側(cè)并從后側(cè)進(jìn)行光栗浦，保證栗浦光斑為圓形且均勻，同時(shí)可完全避免栗浦光源I對(duì)諧振腔造成干涉，諧振腔的設(shè)計(jì)及搭建不再受到栗浦光的限制，諧振腔的腔長(zhǎng)可以做得很短，鎖模脈沖重復(fù)頻率得到很大提高，同時(shí)激光器也變得更加緊湊而小型化，大大提高其應(yīng)用范圍和激光性能。
[0020]本實(shí)施例中，所述增益芯片由前到后依次包括量子阱有源區(qū)、第一分布布喇格反射層4和第一熱沉3，所述第一分布布喇格反射層為對(duì)基頻光高反而對(duì)栗浦光高透的結(jié)構(gòu)，第一熱沉3上設(shè)置有用于栗浦光穿過(guò)的通光孔;所述第一分布布喇格反射層包括依次間隔設(shè)置的低折射率層和高折射率層，所述低折射率層由砷化鋁19(AlAs)制備而成，所述高折射率層由砷化鈣IS(GaAs)摻雜鋁后制備而成;通過(guò)在作為高折射率層中的砷化鈣中摻雜招，可改變第一分布布喇格反射層4的透光性能，即實(shí)現(xiàn)基頻光在第一分布布喇格反射層4前側(cè)實(shí)現(xiàn)高反射，而第一分布布喇格反射層4對(duì)栗浦光高透，實(shí)現(xiàn)栗浦光穿過(guò)第一分布布喇格反射層4進(jìn)而進(jìn)入量子阱有源區(qū)實(shí)現(xiàn)光栗浦;本實(shí)施中，低折射率層的厚度為85nm，高折射率層的厚度為72