[发明专利]分布式反馈表面等离子体振子激光器

权利要求书

1．一种包括表面等离子体振子激光器结构的物品，该结构包括：

具有主顶面的半导体衬底；

沉积的覆盖了部分上述半导体衬底主顶面的激活区，上述激活区形成为具有侧壁和顶面的脊；

沉积的覆盖了部分上述激活区顶面的金属表面等离子体振子承载层；

沉积的覆盖了部分上述激活区侧面和上述半导体衬底主顶面的暴露区域的绝缘层；以及

与上述半导体衬底主底面耦合的以利于电流通过激光器流动的电接触，

其特征在于表面等离子体振子包括单模器件，金属表面等离子体振子承载层包含呈现周期性布拉格结构的分布式反馈(DFB)光栅结构。

2．如权利要求1所述的物品，其中DFB光栅包括一个多层金属光栅。

3．如权利要求2所述的物品，其中多层金属栅包括双金属光 栅。

4．如权利要求3所述的物品，其中双金属光栅包括钛和金。

5．如权利要求1所述的物品，其中周期性结构包括一个n级布拉格光栅。

6．如权利要求5所述的物品，其中周期性结构包括一个一级布拉格光栅。

7．如权利要求4所述的物品，其中一级布拉格光栅包括2μm的周期。

8．如权利要求1所述的物品，其中周期性结构包括一个一级布拉格光栅层，该层包括形成于激光器激活区顶面上的第一金属和至少一个设置在第一金属光栅和剩余的激光器激活区的暴露部分上的第二金属层。

9．如权利要求8所述的物品，其中第一金属是钛，且至少一种第二金属是金。

10．如权利要求9所述的物品，其中钛光栅层具有近似为10nm的厚度，且第二金属层金具有近似为300nm的厚度。

11．如权利要求1所述的物品，其中激活区包括量子级联激活单元，该单元包括多个完全相同的多层半导体重复单元，各单元包括一个单元激活区和一个载流子注入器区，该单元激活区具有一个较高能态和一个较低能态，载流子从较高能态跃迁到较低能态导致波长为λ的光子的发射。

12．如权利要求11所述的物品，其中量子级联激活单元包括

具有较高和较低小能带，其间有小能隙，且具有在较高小能带中的较高能态和在较低小能带中的较低能态的超晶格；以及

载流子注入器区被选为使载流子易于从给定的重复单元的较低小能带向临近的下游重复单元的较高小能带输运。

13．如权利要求11所述的物品，其中光子发射波长λ由改变DFB QC表面等离子体振子激光器的周围温度来调节。

14．如权利要求1所述的物品，其中该装置是一个用于测量被测样品对红外辐射吸收的测量系统，其中该测量系统包括单模红外激光辐射源，该源包括

a)权利要求1的DFB表面等离子体振子激光器；

b)用于探测在通过一定量的上述被测样品后的单模红外激光辐射的探测器。

15．如权利要求14所述的物品，其中上述被测样品是在测量室中的被处理气体。

16．如权利要求14所述的物品，其中上述被测样品是无约束的气体。

17．如权利要求1所述的物品，进而包括与电接触连接的电流源，上述电流源向DFB表面等离子体振子激光器提供激光加热电流以使单模激光辐射的波长根据激光加热电流变化。

18．如权利要求17所述的物品，其中激光加热电流包括一个持续时间远大于同时施加的电流脉冲的持续时间的锯齿电流。