[发明专利]一次外延生长双波长半导体激光器

说明书

本发明公开了一次外延生长双波长半导体激光器，其包括泵浦光垂直腔、被激发垂直腔及GaAs衬底。泵浦垂直腔同时产生上下方向出光功率可调的激光，上方向出射的激光作为泵浦光进入被激发垂直腔中，光泵浦被激发垂直腔激光器的激射，从而实现了集成垂直腔双波长激射，使得双波长激光从集成垂直腔的上下两个方向出射，所述集泵浦光垂直腔、被激发垂直腔为一次外延生长形成。

技术领域

本发明属于半导体激光领域，尤其涉及一次外延生长双波长半导体激光器。

背景技术

半导体激光器作为光电子领域的核心器件之一，具有尺寸小，易于集成等优点。在激光通信和泵浦源领域得到广泛应用。随着制备工艺的完善，半导体激光器的各向性能得到大幅度提升，其中具有较高集成效果可以实现两种波长激射的半导体激光器尤为引人关注。这种易于集成的半导体激光器可以实现双波长的激射，激射波长可自由选择，两种波长激射功率可以根据需要调整。其中，980nm和1064nm的激光可同时应用在医疗领域，利用不同的波长特性和功率实现激光切割手术、皮肤缝合手术等作用。双波长或多波长可应用在光通信领域、激光雷达、气体探测等方面，1064nm波长激光在军事领域尤为重要。其他方法实现双波长激射，往往需要二次外延过程，或者需要结合键合工艺进行处理，半导体键合工艺良品率比较低，受到的影响因素比较多，最简单如键合过程带来的污染问题，键合工艺对温度有较高的控制要求，热应力和应变的影响产生较多的缺陷。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种一次外延生长双波长半导体激光器，基于该激光器结构，可以实现单片集成双波长的激射。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一次外延生长双波长半导体激光器，包括泵浦光垂直腔、被激发垂直腔及GaAs衬底，泵浦垂直腔同时产生上下方向出光功率可调的激光，上方向出射的激光作为泵浦光进入被激发垂直腔中，光泵浦被激发垂直腔的激射，从而实现了集成垂直腔双波长激射，使得双波长激光从集成垂直腔的上下两个方向出射，所述集泵浦光垂直腔、被激发垂直腔均在GaAs衬底上通过一次外延生长完成。

作为一种优选，被激发垂直腔为1064nm的垂直腔。

作为一种优选，其中1064nm的垂直腔自上而下依次包括1064nm上DBR反射镜、1064nm 多量子阱有源区、1064nm下DBR反射镜，泵浦光源垂直腔自上而下依次包括泵浦光垂直腔的上DBR反射镜、泵浦光垂直腔的多量子阱有源区、泵浦光垂直腔的下DBR反射镜。

作为一种优选，泵浦光的波长满足1064nm下DBR的特定透射条件。

作为一种优选，泵浦光的波长为：980nm、958nm或936nm。

作为一种优选，泵浦光垂直腔的有源区采用InyGa1-yAs材料体系，其中0.1<y<0.25。

作为一种优选，泵浦光垂直腔、被激发垂直腔的DBR具有相同的材料体系 GaAs/AlxGa1-xAs，在同一种DBR结构中的Al组分保持一致，其中0.6<x<0.9。

作为一种优选，泵浦光垂直腔的有源区采用多量子阱结构，量子阱数目x，2<x<5。

作为一种优选，泵浦光的上DBR反射镜和泵浦光的下DBR反射镜的上下反射率大于99.5％，为了实现泵浦光的上、下DBR反射镜的反射率相同，泵浦光的上、下DBR反射镜的数目一致，以达到出光功率相等。

作为一种优选，泵浦光的上DBR反射镜和泵浦光的下DBR反射镜的上下反射率大于99.5％，为了实现泵浦光的上DBR反射率大于泵浦光的下DBR反射镜反射率，泵浦光的上DBR反射镜的数目大于泵浦光的下DBR反射镜数目，以达到上方向出光功率小于下方向。