电学泵浦半导体锯齿形扩展腔表面发射激光器和超发光LED

摘要

半导体表面发射光学放大器芯片利用光学放大器芯片之内的锯齿形光学路径。锯齿形光学路径耦合两个或更多个增益元件。每个单独增益元件具有圆形孔径且包含增益区域和至少一个分布布拉格反射器。在一个实施方式中，光学放大器芯片包含至少两个增益元件，该至少两个增益元件分隔开且具有不大于0.5的填充因子。结果，总光学增益可以增加。光学放大器芯片可作为超发光LED工作。交替地，光学放大器芯片可以与外部光学元件一起使用以形成扩展腔激光器。单独增益元件可以工作于反向偏置模式以支持增益切换或者模式锁定。

主权项

一种半导体锯齿形外部腔表面发射光学设备，包含：具有一连串的材料的层的芯片；该芯片包含邻近该芯片的平面层边界布置的至少两个再生半导体增益元件；每个单独再生半导体增益元件包含提供增益到该光学设备的光学模式的电学泵浦增益区域和至少一个分布布拉格反射器，每个再生半导体增益元件具有直径d，每个相邻再生半导体增益元件之间的分隔距离S选择为使得由d除以S限定的填充因子小于1；该芯片包含包括至少一个衬底层的衬底层区域，该衬底层区域在该光学模式的波长处是基本上透明的，该衬底层区域包含与和该至少两个再生半导体增益元件关联的平面层边界平行且分隔开的反射表面；该芯片包含至少一个光学进入/离开表面区域，该光学进入/离开表面区域经由该衬底层区域的反射表面和每个再生半导体增益元件的分布布拉格反射器之间的一连串反射，在锯齿形路径中将光耦入该芯片中，该锯齿形路径进一步具有在每个再生半导体增益元件的增益区域处的波腹；至少一个外部光学元件，该外部光学元件形成提供回到该芯片中的光学反馈的外部腔体，并且控制该光学模式的横向光学模式特性以形成具有基本高斯空间模式的输出束。