[发明专利]单空间模低发散角窄线宽复合光子晶体激光器

权利要求书

1.一种单空间模低发散角窄线宽复合光子晶体激光器，其特征在于，包括：

一外延结构；

一脊波导结构及侧向耦合光子晶体，制作于上述外延结构表面；

一介质层，制作于上述脊波导结构及侧向耦合光子晶体表面，其中脊波导上的介质层需要去除，用于实现电流注入；

一P型电极，制作于P型脊波导及介质层上；以及

一N型电极，制作于外延结构下方；

其中，所述外延结构中引入了光子晶体结构。

2.根据权利要求1所述的单空间模低发散角窄线宽复合光子晶体激光器，其中，所述外延结构包含：

一N型衬底；

一N型缓冲层，制作于衬底之上；

一N型盖层，制作于N型缓冲层之上；

一N型光子晶体区，其由材料组分调制而形成的高低折射率突变或者渐变的周期及准周期结构组成，属于一维光子晶体，其能有效的在外延方向对高阶模式进行滤除，并对基模进行有效的扩展，从而实现单模及低发散角；

一N型光限制层，制作于N型光子晶体区之上，用于对光场的调控；

一有源区，制作于N型光限制层之上，用于实现光增益；

一P型光限制层，制作于有源区之上，用于对光场的调控；

一P型盖层，制作于P型光限制层之上，用于实现基横模；以及

一P型欧姆接触层，制作于P型盖层之上，用于形成P型欧姆接触。

3.根据权利要求2所述的单空间模低发散角窄线宽复合光子晶体激光器，其中，所述的衬底材料为GaN、GaAs、InP、及GaSb，波长从紫外覆盖到远红外波段。

4.根据权利要求2所述的单空间模低发散角窄线宽复合光子晶体激光器，其中，所述的有源区为单量子阱、多量子阱、量子点或超晶格结构。

5.根据权利要求2所述的单空间模低发散角窄线宽复合光子晶体激光器，其中，外延生长周期或准周期光子晶体周期数为5-20个，和/或，厚度为3μm-20μm。

6.根据权利要求2所述的单空间模低发散角窄线宽复合光子晶体激光器，其中，所述脊波导是通过普通接触式光刻及干法刻蚀技术实现，脊波导宽度为3μm-10μm，对于不同外延结构，均要保证器件在水平方向为单横模工作，其刻蚀深度不超过P型光限制层。

7.根据权利要求2所述的单空间模低发散角窄线宽复合光子晶体激光器，其中，所述侧向耦合光子晶体制作于脊波导两侧，采用普通接触式光刻及干法刻蚀制备，其制备可与脊波导一步完成，也可分步进行。

8.根据权利要求2所述的单空间模低发散角窄线宽复合光子晶体激光器，其中，所述侧向耦合光子晶体的制作采用高阶光子晶体，其刻蚀深度不超过P型光限制层。

9.根据权利要求2所述的单空间模低发散角窄线宽复合光子晶体激光器，其中，所述侧向耦合光子晶体周期数目不固定，最少为1对，最多可在脊波导两侧全部制作。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的单空间模低发散角窄线宽复合光子晶体激光器，其中，所述侧向耦合光子晶体的宽度为1μm-30μm。