[发明专利]集成光栅的楔形结构的边发射太赫兹量子级联激光器

权利要求书

1.一种集成光栅的楔形结构的边发射太赫兹量子级联激光器，其特征在于：包括：依次相连接的DBR光栅波导、矩形直波导和楔形波导；所述楔形波导的一端为窄端面，另一端为宽端面，所述楔形波导的窄端面与所述矩形直波导相连接，所述楔形波导的宽端面为太赫兹激光的出射面。

2.根据权利要求1所述的集成光栅的楔形结构的边发射太赫兹量子级联激光器，其特征在于：所述楔形波导中包括连接所述窄端面与所述宽端面的侧面，所述侧面中连接所述窄端面与宽端面的侧边与垂直于所述窄端面与宽端面的垂线之间的夹角小于6°。

3.根据权利要求1所述的集成光栅的楔形结构的边发射太赫兹量子级联激光器，其特征在于：所述DBR光栅波导、所述矩形直波导与所述楔形波导均采用半绝缘等离子波导结构或双面金属波导结构。

4.根据权利要求3所述的集成光栅的楔形结构的边发射太赫兹量子级联激光器，其特征在于：当所述DBR光栅波导、所述矩形直波导与所述楔形波导均采用半绝缘等离子波导结构时，所述DBR光栅波导、所述矩形直波导与所述楔形波导均自下至上依次包括半绝缘GaAs衬底、下金属层、下接触层、有源区、上接触层和上金属层。

5.根据权利要求3所述的集成光栅的楔形结构的边发射太赫兹量子级联激光器，其特征在于：当所述DBR光栅波导、所述矩形直波导与所述楔形波导均采用双面金属波导结构时，所述DBR光栅波导、所述矩形直波导与所述楔形波导均自下至上依次包括GaAs接收衬底、接收金属层、下金属层、下接触层、有源区、上接触层和上金属层。

6.根据权利要求4或5所述的集成光栅的楔形结构的边发射太赫兹量子级联激光器，其特征在于：所述有源区包括束缚态到连续态跃迁结构、共振声子结构或啁啾晶格结构。

7.根据权利要求4或5所述的集成光栅的楔形结构的边发射太赫兹量子级联激光器，其特征在于：所述DBR光栅波导包括至少一个光栅周期，所述光栅周期包括第一光栅部和第二光栅部，所述第二光栅部无所述上金属层。

8.根据权利要求1所述的集成光栅的楔形结构的边发射太赫兹量子级联激光器，其特征在于：所述DBR光栅波导的最佳尺寸通过有限元法、传输矩阵法或耦合模方法设计得到。

9.根据权利要求1所述的集成光栅的楔形结构的边发射太赫兹量子级联激光器，其特征在于：所述集成光栅的楔形结构的边发射太赫兹量子级联激光器的输出激光模式同时满足单纵模和单横模。

10.一种如权利要求1至9中任一项所述的集成光栅的楔形结构的边发射太赫兹量子级联激光器的制作方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

在半绝缘GaAs衬底上生长缓冲层、n型重掺杂下接触层、有源区、n型重掺杂上接触层；

通过光刻显影方法开槽，溅射上电极金属，带胶剥离形成楔形波导与矩形直波导的上电极以及DBR光栅波导结构；

刻蚀脊波导，利用下接触层为刻蚀停止层，形成楔形波导、矩形直波导和DBR光栅波导结构；

电子束蒸发下电极金属，带胶剥离形成下电极；

减薄衬底，焊线封装，完成器件制作。