[实用新型]包含DFB镭射镜面镀膜的DFB镭射结构

说明书

本实用新型属于半导体镭射技术领域，尤其涉及一种包含DFB镭射镜面镀膜的DFB镭射结构。本实用新型DFB镭射结构包含基板、缓冲层、有源层、光栅层、上波导层、上披覆层、上下两面电极，以及位于前出光端面的AR低反射镀膜区域和位于后出光端面的HR高反射镀膜区域，该AR/HR镀膜区域均以氮化铝作为镀膜材料镀制而成。本实用新型使用AlN作为镜面镀膜，一方面能使器件的散热性能得到有效改善，镭射的操作电流、输出功率大幅提升，使其能够满足更高速更高功率的使用要求；二来也能有效延长镭射工作时间，延长镭射使用寿命，避免镭射过早失效；此外还可避免镀膜过程中因热胀冷缩产生小突起或薄膜剥落等问题。

技术领域

本实用新型属于半导体镭射技术领域，尤其涉及一种包含DFB镭射镜面镀膜的DFB镭射结构。

背景技术

光通信领域常使用的半导体镭射主要包括边射型镭射和面射型镭射两大类，其中，边射型镭射又可分为DFB镭射、FP镭射等，目前，边射型镭射尤其是DFB镭射在高速及长距离传输中已占有不可或缺的地位。然而，随着传输技术的发展，在未来更高频宽的需求下，整体驱动电流与工作功率势必要继续提升，伴随着整体功率的上升，工作器件的散热与老化问题也日趋严重，从而导致失效风险也大幅提高。因此，如何优化器件的结构设计，有效处理散热问题，避免高温引发的元件失效，这些技术问题都需要被重新考虑。

众所周知，在一般的边射型镭射结构设计中，常使用一层或多层的 SiO₂/TiO₂/Ta₂O₅作为AR低反射膜或是HR高反射膜的材料，以现今的产品性能，如果要在更高速更高功率的条件下应用，镜面镀膜会因长期处于高温的操作环境中，从而造成镀膜产生小突起或剥落，进而使得器件失效。因此，如何提升镜面镀膜在高温操作环境中的稳定性与可靠性，也将是本领域中的一大挑战。

实用新型内容

边射型半导体镭射，特别是DFB镭射，两端面通常会分别镀上AR低反射膜与HR高反射膜，以增加镭射整体出光效率，然而，当器件需要高功率输出时，两端面的镀膜也容易受到高温的影响从而导致器件失效及老化，为了提高器件对高温操作环境的耐受程度，克服传统镀膜材料的缺陷，本实用新型采用氮化铝(AlN)作为低反射膜/高反射膜(AR/HR)的镀膜材料，AlN具有高导热特性与高材料强度，且热膨胀系数与光通信用半导体镭射的材料匹配度高，使用 AlN作为镭射镜面镀膜材料，可以使镭射寿命大幅提升，亦能承受较大的驱动电流，达到更高瓦数的操作要求，无论在性能抑或可靠度上皆能有非常好的表现。

本实用新型AlN低反射膜/高反射膜(AR/HR)镀膜主要应用于DFB镭射，但同时也适用于其他边射型镭射，如FP镭射、DBR镭射或EML镭射也都能应用此技术。

具体而言，本实用新型提供了一种包含DFB镭射镜面镀膜的DFB镭射结构，所述DFB镭射结构包含基板1、缓冲层2、有源层3、光栅层4、上波导层 5、上披覆层6以及上、下两面电极，其特征在于：所述DFB镭射结构中还包含位于前出光端面的AR低反射镀膜区域8和位于后出光端面的HR高反射镀膜区域7，且所述AR低反射镀膜区域8和HR高反射镀膜区域7以氮化铝作为镀膜材料镀制而成。

优选地，本实用新型DFB镭射结构中所述AR低反射镀膜区域8和HR高反射镀膜区域7通过电子枪蒸镀、浆磁控辅助溅镀或原子层沉积方式制成。

进一步地，本实用新型DFB镭射结构中所述AR低反射镀膜区域8位于DFB 镭射结构的前出光端面处，厚度介于10-200nm，反射率1％，其为单层结构、双层结构或多层结构，所述单层结构以氮化铝作为镀膜材料镀制而成；所述双层结构包含第一层结构81和第二层结构82，其中第一层结构81为氮化铝镀层，第二层结构82由折射率小于氮化铝的材料镀成，每一层的厚度满足1/4该介质波长的奇数倍；所述多层结构由位于内侧的氮化铝镀层和位于外侧的两层以上由折射率小于氮化铝的材料制成的镀层堆叠而成，每一层的厚度满足1/4该介质波长的奇数倍；