[发明专利]一种双向输出半导体激光器

说明书

本申请属于半导体封装技术领域，特别是涉及一种双向输出半导体激光器。现有的双向输出半导体激光器结构复杂，制备工艺繁琐。本申请提供了一种双向输出半导体激光器，包括相对设置的N面电极和P面电极，N面电极与P面电极之间设置有功能层，在第一方向上，功能层包括依次设置的衬底、N型限制层、N型波导层、有源区、P型波导层和P型限制层，第一方向为由所述N面电极指向P面电极的方向；P面电极与P型限制层之间设置有二阶光栅层，二阶光栅层设置于P型限制层上。实现了高功率、高光束质量双向激光输出；此外该双向输出半导体激光器制作简单，体积小，适用于半导体激光加工、光纤激光器和固体激光器泵浦等领域应用。

技术领域

本申请属于半导体封装技术领域，特别是涉及一种双向输出半导体激光器。

背景技术

半导体激光器又称激光二极管，是用半导体材料作为工作物质的激光器。由于物质结构上的差异，不同种类产生激光的具体过程比较特殊。常用工作物质有砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。半导体激光器件可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器在室温时多为脉冲工作，而双异质结激光器室温时可实现连续工作。

半导体激光器因其具有高功率、高转换效率、体积小等优点被广泛应用于工业、医疗和军事等领域，但出射激光发散角较大，需要进行光束整形和光纤耦合。为了克服边发射半导体激光器的局限性，表面发射分布反馈半导体激光器件进入科研者的视野，该类型器件兼具高功率、高光束质量和窄线宽等优势，在半导体激光加工、光纤激光器和固体激光器泵浦等方面具有广泛的应用前景。而现有的高功率、高光束质量半导体激光器结构复杂，制备工艺繁琐。

发明内容

1.要解决的技术问题

为了克服高功率半导体激光器在工业、医疗和军事等领域应用时的局限性，表面发射分布反馈半导体激光器件进入科研者的视野，该类型器件兼具有高功率、高光束质量和窄线宽等优势，在半导体激光加工、光纤激光器和固体激光器泵浦等方面具有广泛的应用前景。而现有的高功率、高光束质量半导体激光器结构复杂，制备工艺繁琐等问题，本申请提供了一种双向输出半导体激光器。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种双向输出半导体激光器，包括相对设置的N面电极和P面电极，所述N面电极与所述P面电极之间设置有功能层，在第一方向上，所述功能层包括依次设置的衬底、N型限制层、N型波导层、有源区、P型波导层和P型限制层，所述第一方向为由所述N面电极指向所述P面电极的方向；

所述P面电极与所述P型限制层之间设置有二阶光栅层，所述二阶光栅层设置于所述P型限制层上。

可选地，所述二阶光栅层刻蚀至所述P型限制层上。

可选地，所述二阶光栅层为P型二阶光栅层，所述P型二阶光栅层包括脊形结构。

可选地，还包括第一腔面和第二腔面，所述第一腔面设置于所述双向输出半导体激光器一侧，所述第二腔面设置于所述双向输出半导体激光器另一侧，所述第一腔面上设置有增透膜，所述第二腔面上设置有高反膜。

可选地，所述有源区为量子阱有源区或量子点有源区。

可选地，所述脊形结构采用紫外曝光，然后进行等离子刻蚀。

可选地，还包括出光口，所述出光口上设置有增透膜，所述出光口设置于所述衬底另一侧。

可选地，所述P型限制层采用Al_xGa_1-xAs材料，所述二阶光栅层采用GaAs材料，所述二阶光栅层周期为300nm，占空比为0.4，深度400nm。