[发明专利]包括带有填充了吸收材料的槽的波导的半导体激光器

说明书

技术领域

本发明涉及半导体激光器，更具体地说是涉及以基本上单纵模发射进行工作的激光器。

背景技术

通过在沿着一个器件的长度方向的预定位置上引入扰动而实现单模发射的方案是已知的，见EP 1214763(都柏林三一学院)，该文件的内容在此被引用。在爱尔兰专利第S82521(Cork的爱尔兰国立大学)和第S83622(宜彼莱那光子学有限公司)中也公布了所谓的“带槽激光器”，该激光器借助沿着激光器腔蚀刻出的槽特征所产生的光学反馈而实现了单纵模发射；这两个文件在此也被引用。

一般地说，扰动可以由任何这样的折射率改变手段实现，即，该手段对波导的折射率分布作适当程度的改变以控制光学反馈，从而控制该器件的光谱内容。

在此所用的术语“槽长度”(如在现有技术附图1中表示为L_slot的)表示的是器件材料上的纵向槽面之间的距离，即“槽长度”是沿着光传播方向d测量的。图1和2显示了具有单矩形槽6的典型现有技术带槽激光器1。通常，这样的器件包括被一个上包层4所覆盖的波导层2(例如多量子井结构)。主光学反馈装置由在器件的两端的切开的小面8提供。这些小面之间的距离和沿着腔的有效折射率，决定了法-布模的波长。上包层4形成了具有一个盖层5的脊3。这种已知器件的槽特征，是通过在脊波导3上蚀刻出矩形槽6，从而产生与器件内的光传播方向d相垂直的两个纵向界面7，而形成的。

带槽激光器实现它们的单模性能的机制在以前已经得到了描述(爱尔兰专利第S83622，该文件在此也被引用)。

虽然以下对本申请所进行的以下描述主要涉及其中扰动由沿着器件蚀刻出的槽来确定的情况，但本领域的技术人员应该理解的是，本发明的教导对于其他形式的适当扰动也同样是适用的。

本发明考虑了在这些器件中发生的散射和反射。如以下所更详细讨论的，本发明人认识到，现有技术中的激光器件的散射和反射过程是进行相消干涉的。

发明内容

需要一种激光器件，其中散射和反射过程进行相长干涉。

根据本发明的一种系统满足了这种和其他需要，该系统提供了一种激光器；根据本发明的教导，该激光器包括一个激光腔；该激光器进一步包括具有一个界面的一个槽，其特征在于该槽大体充满了一种反射材料，该反射材料相对于激光腔材料具有一个大的折射率虚部。

因而，根据本发明的一个方面，提供了一种激光器及其一些有利的修正实施例。

附图说明

以下结合附图来描述本发明。

图1和2显示了典型的具有单矩形槽的现有技术带槽激光器；

图3显示了在未涂覆的法-布激光二极管中的一种示例性驻波；

图4和5显示了一种激光二极管，其包含一个单一的带角度的槽特征；

图6显示了如图4和5所示的类型的激光器中的入射和反射电场；

图7显示了计算出的从一个第一区“区域A”向一个第二区“区域B”行进的电场的分布；

图8显示了由图7所示的从“区域A”行进至“区域B”和从“区域B”行进至“区域A”的电场分布产生的反射电场分布；

图9显示了反射的分布；

图10是包含一或多个蚀刻出的槽特征的一个器件的场，这些槽特征的位置是这样的，即相邻的突变界面之间的距离由

d＝nλ/(4n_eff)

给出，其中n＝2，4，6……；

图11显示了包含二十个带角度的槽特征的一个未涂覆器件的计算出的腔损耗谱；

图12显示了包含二十个带角度的槽特征的一个未涂覆器件的计算出的腔损耗谱；

图13显示了当散射和反射的效果都得到考虑时腔损耗谱受到的影响；

图14显示了激光腔中两个渐细的槽；

图15显示了，该驻波表示的模式的腔损耗由于该渐细槽的存在而被大大地增大；

图16表示一个腔，该腔包含填充有金属的一个渐细槽；

图17显示，在其中一个带角度的槽的突变界面与电场的一个节点相重合的情况下，在波长λ处的腔损耗是最低的。

图18显示了包含二十个填充有金属的槽特征的一个未涂覆器件的计算出的腔损耗谱；

图19和20显示了一个四分之一材料波长阶梯；

图21显示了在其中散射和反射过程彼此相消作用的器件中槽的间隔；

图22显示了带角度的槽特征的一种设置，它消除了腔损耗谱在有用的波长区中的影响。

具体实施方式