[发明专利]980nm单模波长稳定半导体激光器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体激光器领域，特别针对于实现980nm动态单模波长稳定的分立模式半导体激光器(DMLD)的制备方法。

背景技术

980nm半导体激光器在作为固体激光器的泵浦源以及在光纤激光器、传感、医疗等领域得到日益广泛地需求和应用，然而随着温度和工作电流的不断提高，半导体激光器的中心波长发生漂移，这对于具有较小吸收带宽的泵浦应用来说是一个很大的障碍。因而确保在整个工作范围内稳定、有效地泵浦具有较窄吸收带宽的固体激光器，改善半导体激光器的光谱纯度及波长稳定等光谱特性就显得尤为迫切和至关重要。

通常实现单模波长稳定的方法包括有：DFB和DBR、VCSEL以及外腔反馈等方法，但由于DFB结构对于光刻精度要求高、制造工艺复杂且需二次以上外延，而VCSEL结构的波长对于外延生长厚度高度敏感，同时利用外置光栅的光反馈来实现波长锁定的方法对于准直光束高度敏感，稳定性差。

发明内容

相较于常规方法而言，本发明的目的在于提供一种制备工艺更简单、成本更低，在可靠性、成品率等方面优于其它同类功能的单模激光器、且能获得窄带宽、高的边模抑制比、波长稳定特性更优异的新型半导体激光器的制作方法。

本发明提供一种980nm单模波长稳定半导体激光器的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：取一镓砷衬底；

步骤2：在镓砷衬底上依次制备N型铝镓砷下限制层、下波导层、量子阱层、上波导层、第一P型上限制层、刻蚀截至层、第二P型上限制层和P型帽层；

步骤3：采用光刻技术，在P型帽层的表面制备出刻蚀的掩膜图形；

步骤4：在P型帽层上向下刻蚀，形成脊形波导结构，同时在脊形波导结构上面的一侧沿纵向刻蚀形成多个非周期分布的刻槽结构，刻蚀深度到达刻蚀截至层的表面，完成器件的制备。

其中下波导层为非掺杂的铝镓砷材料，其组份比例为A_0.2Ga_0.8As。

其中量子阱层为非掺杂的铝镓铟砷材料。

其中上波导层为非掺杂的铝镓砷材料，其组份比例为A_0.2Ga_0.8As。

其中第一P型上限制层为高掺杂的铝镓砷材料，其组份比例为A_0.4Ga_0.6As，厚度为0.1-0.4μm。

其中刻蚀截至层为高掺杂的P型铟镓磷材料，其组份比例为In_0.49Ga_0.51P，厚度为18-22nm。

其中第二P型上限制层为高掺杂的P型铝镓砷材料，其组份比例为A_0.4Ga_0.6As，厚度为1.1-1.4μm。

其中P型帽层为重掺杂的P型镓砷材料。

其中脊形波导结构的宽度为3-5μm，分布在脊形波导结构上一侧的非周期刻槽结构的宽度为0.8-1.2μm。

其中多个非周期分布的刻槽结构的数量为3-20个。

本发明涉及到的结构是建立在普通的法布里-珀罗谐振腔(Fabry-Perot)激光器之上，分立模式半导体激光器(DMLD)沿谐振腔腔长方向引入少量的折射率微扰分布，以此作为散射中心来实现对激射光谱的调制，以改进光谱特性的动态单模输出。

附图说明

以下通过结合附图对具体实施例的详细描述，进一步说明本发明的结构、特点和技术内容，其中：

图1是据本发明提出的980nm单模波长稳定半导体激光器结构的纵向剖面示意图；

图2是据本发明提出的980nm单模波长稳定半导体激光器结构的横向剖面示意图；

图3是图1的俯视图。

具体实施方式

请参阅图1、图2及图3，本发明提供一种波长稳定的980nm单模激光器的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：取一镓砷衬底1；