[发明专利]一种调整半导体激光器波长的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于调整半导体激光器波长的方法，属于半导体激光器技术领域。

背景技术

自激光问世以来，激光技术已得到广泛的发展和应用。其中半导体激光器凭借体积小、效率高、寿命长、价格低廉等优点已广泛应用到军事、医疗、光通信、民用等领域。

在探测指示、激光泵浦等应用领域，半导体激光器的波长显得更为重要。在生产过程中，主要通过调整外延片组分及其比例来确定半导体激光器的波长。目前的实际情况是，由于设备、材料、工艺等因素的制约，往往会出现半导体激光器波长偏离目标值的情况。半导体激光器波长偏离目标值严重时将无法应用，这就会对生产造成极大的影响。

半导体激光器腔面镀膜，可以改善半导体激光器的出光功率、阈值电流、斜率效率等参数，还可以保护腔面防止污染、氧化等作用。除此之外，通过改变腔面反射率还可以调整半导体激光器的波长。

中国专利文献CN101015100A阐述了一种使用可变热阻抗对半导体激光器的波长进行调谐的方法，是根据波长与温度的函数关系，利用可以主动加热和降温热阻抗调节温度的方法对半导体激光器波长进行调节。其中涉及到热电偶、控制反馈部分、控制电路等相应装置，相对来说，工艺有点复杂，成本较高，尤其对小功率半导体激光器产品，成本难以接受。

中国专利文献CN104300356A阐述了一种波长稳定的半导体激光器及其制作方法，主要利用导热胶和导热基座将半导体激光器产生的热导走，从而稳定半导体激光器的波长。该方法主要起到稳定波长作用，尤其是抑制半导体激光器波长红移，对于主动调节半导体激光器波长，尤其是将半导体激光器波长蓝移方面显得力不从心。

发明内容

本发明针对半导体激光器波长偏离目标值的问题，提出一种通过改变半导体激光器腔面反射率将波长调整到目标值的调整半导体激光器波长的方法，该方法无需增加设备装置，可以主动双向调节半导体激光器波长，工艺简单，几乎不会增加成本。

本发明的调整半导体激光器波长的方法，包括以下步骤：

(1)将加工好的半导体激光器外延片解理成巴条；

(2)将巴条放入镀膜机中，镀膜机抽真空后对巴条烘烤；

(3)达到步骤(2)中所述烘烤温度和真空度后，在巴条前腔面蒸镀增透膜，改变前腔面的反射率；

根据激光器波长偏离值的不同蒸镀不同反射率的前腔面，前腔面反射率越小半导体激光器波长越短。

(4)在后腔面上蒸镀高反膜，交替蒸镀光学厚度为λ/4的高低折射率镀膜，λ为半导体激光器的波长，使后腔面反射率大于98％。

将镀膜后的巴条解理成管芯，进行封装。

所述步骤(2)中镀膜机抽真空后的真空度为3.0-5.0E-3Pa。

所述步骤(2)中对巴条烘烤的温度为180-250℃。

所述步骤(3)中增透膜是单层膜或多层膜。

根据实际应用情况，所述步骤(3)中前腔面反射率为20-40％。

所述前腔面反射率的调整需要在对激光器的功率、阈值等参数影响不大的前提下进行。

本发明通过腔面镀膜来调整半导体激光器的波长，无需增加设备装置，可以主动双向调节半导体激光器波长，工艺简单，易于实现，几乎不会增加成本。可以在一定范围内调整半导体激光器的波长，大大提高了半导体激光器波长的对档率，在调整波长的同时，激光器的阈值电流、峰值功率等会有所影响，具体实施时需要综合考虑。结合稳定半导体激光器波长的封装方式，效果会更加理想。

附图说明

图1是镀膜后半导体激光器沿腔长方向的剖视图。

图中：1、前腔面，2、后腔面，3、增透膜，4、高反膜。

具体实施方式

本发明通过腔面镀膜来调整半导体激光器的波长，无需增加设备装置，可以主动双向调节半导体激光器波长，具体过程参见图1，包括以下步骤：

(1)将加工好的半导体激光器外延片解理成具有一定腔长(如300*500μm)的巴条，将巴条摆放在夹具中，且使巴条腔面整齐无遮挡。

(2)将装有巴条的夹具放到镀膜机中，进行抽真空和烘烤。真空度达到3.0-5.0E-3Pa；烘烤温度达到180℃-250℃。

(3)达到镀膜条件后，在巴条的前腔面1上蒸镀增透膜3，增透膜3可以是单层膜，也可以是多层膜，使前腔面1具有一定反射率，前腔面反射率的大小根据半导体激光器波长的偏离程度而定，相同条件下，前腔面反射率越小半导体激光器波长越短，前腔面反射率的调整需要在对激光器的功率、阈值等参数影响不大的前提下进行。