[发明专利]一种具有共振腔的线偏振出光激光二极管

说明书

本发明公开了一种具有共振腔的线偏振出光激光二极管，包括GaN基的LED芯片以及分别设于GaN基的LED芯片上部及下部的反射镜及若干条形光栅，各条形光栅从左到右依次分布，且各条形光栅之间平行设置。本发明具有优异的发光效率及偏振特性。

技术领域

本发明属于光电子器件领域，涉及一种线偏振出光激光二极管，具体涉及一种具有共振腔的线偏振出光激光二极管。

背景技术

GaN基LED作为新一代的固态照明光源，具有功耗低、寿命长、发光效率高等优点，在照明和显示方面发挥着越来越重要的作用。将LED外延片的结构进行设计，增加共振腔和光栅后就能实现偏振激光的出射。偏振出光的LD是一个很有应用前景的研究方向，具有重要的研究意义和潜在的应用价值。在医学领域，激光针灸已经在临床上得到了广泛的应用，而普通激光注入皮肤组织后散射损失大，穿透能力弱，降低了激光的使用效率，而偏振激光恰好能解决这一问题。另外，在激光医学的诊断和治疗中，会根据正常组织和病变组织(肿瘤)的光学特性的差异，利用偏振激光入射，然后根据散射光解偏度的差异，来获得病变组织较好的对比度，但现有的GaN基LED产生的偏振激光的消光比较低，并且偏振激光的半峰宽较宽，因此严重的影响了偏振发光器件的发光效率和偏振特性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种具有共振腔的线偏振出光激光二极管，该二极管具有优异的发光效率及偏振特性。

为达到上述目的，本发明所述的具有共振腔的线偏振出光激光二极管包括GaN基的LED芯片以及分别设于GaN基的LED芯片上部及下部的反射镜及若干条形光栅，各条形光栅从左到右依次分布，且各条形光栅之间平行设置。

所述GaN基的LED芯片为水平结构。

所述反射镜与GaN基的LED芯片中的P电极均位于GaN基的LED芯片中ITO层的上表面上；

所述条形光栅位于GaN基的LED芯片中蓝宝石衬底的下表面上。

所述GaN基的LED芯片为倒装结构。

所述反射镜位于GaN基的LED芯片中蓝宝石衬底的上表面；

所述条形光栅与GaN基的LED芯片中的P电极均位于GaN基的LED芯片中ITO层的下表面上。

所述反射镜为DBR反射镜。

相邻两个条形光栅左侧面之间的间距为100nm-600nm，相邻两个条形光栅之间的间距为20nm-480nm。

各条形光栅的高度均为50nm-500nm。

所述条形光栅由Al材料或Ag材料制作而成。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的具有共振腔的线偏振出光激光二极管在工作时，由于GaN基的LED芯片的上部及下部分别设有反射镜和若干条形光栅，从而使条形光栅和反射镜之间形成共振腔，当给GaN基的LED芯片中的n电极和p电极加上电压时，电子被注入到GaN基的LED芯片的量子阱中，在量子阱中，电子和空穴复合并发出光子，从而形成TE模式偏振光和TM模式偏振光，条形光栅对TE模式偏振光具有较高的反射率，条形光栅对TM模式偏振光具有很高的透过率，TM模式偏振光会经过条形光栅射出或经反射镜反射再经条形光栅射出，不能形成共振；而对于TE模式偏振光，其会被条形光栅和反射镜来回反射，最终产生激光发射出去，从而有效的提高偏振光的消光比，达到使GaN基的LED芯片中量子阱发出的无偏振的光经条形光栅后得到高度偏振的偏振光出射，极大的提高偏振光的的出光效率及波长的单一性，进而实现优异的光学偏振特性。

附图说明

图1为本发明中GaN基的LED芯片为水平结构时的结构示意图；