高对比度光栅耦合腔窄光谱线宽面发射激光器

摘要

本发明公开了高对比度光栅耦合腔窄光谱线宽面发射激光器，属于光电子技术领域。将具有高反射率和反射带宽的高对比度光栅作为反射镜，通过微纳米加工工艺集成到基横模垂直腔面发射激光器顶部，通过高对比度光栅的高反射率对器件出射光进行反馈，对器件进行光注入，形成新型的耦合腔集成面发射激光器，实现器件的有效谐振腔的延长，进而压缩基横模垂直腔面发射激光器的光谱线宽，得到窄光谱线宽面发射激光器。低折射率支撑高对比度光栅结构的采用，简化上集成外腔制备难度，降低了器件加工工艺，且制备工艺为纯平面工艺，可有效提高器件的成品率及可靠性，具有光谱线宽调节范围大，压窄效果明显等优势，且设计制备简单。

主权项

高对比度光栅耦合腔窄光谱线宽面发射激光器，其特征在于：本激光器采用了外延生长技术和半导体平面微纳米加工工艺，对器件进行了全新的设计与制作；该激光器材料利用MOCVD或MBE外延生长技术生长，具体的制作工艺如下：在衬底(7)上生长下DBR(6)、有源区(5)、Al_0.98Ga_0.02As高铝组分的氧化限制层(4)、周期交替生长的上分布布拉格反射镜(3)、P型欧姆接触层(2)、上金属电极(1)，N型金属电极(8)设置在衬底(7)底部，氧化孔(9)设置在Al_0.98Ga_0.02As高铝组分的氧化限制层(4)中间位置，出光孔(10)设置在上金属电极(1)中间位置，通过采用微纳米结构控制器件的模式和偏振特性，制备出基横模偏振稳定VCSEL；在获得偏振稳定基横模VCSEL后，通过等离子体化学气相沉积或者磁控溅射将低折射率介质层(11)沉积到上金属电极(1)的顶部，该低折射率介质层(11)厚度为激光器激射波长的整数倍；再通过磁控溅射工艺在低折射率介质层(11)的顶部生长一层厚度为100nm‑400nm的高对比度光栅层(12)，再通过电子束曝光和干涉光刻将所需的周期200nm‑400nm高对比度光栅图形制备在高对比度光栅层(12)上，通过干法刻蚀等刻蚀工艺，将其图形转移到高对比度光栅层(12)上，形成高对比度光栅(13)，高对比度光栅(13)呈条形等间距均匀对称布置。