[发明专利]光反馈结构及其封装方法

说明书

本公开提供了一种光反馈结构及其封装方法，包括太赫兹量子级联激光器和高阻硅超球镜，所述高阻硅超球镜的入射平面的中心位于所述太赫兹量子级联激光器的前端面内，所述高阻硅超球镜的入射平面用于收集所述太赫兹量子级联激光器发出的激光，所述高阻硅超球镜的出射球面用于反馈及汇聚所述太赫兹量子级联激光器发出的激光，增加所述太赫兹量子级联激光器的第二激光模式的激射强度，以通过调控所述太赫兹量子级联激光器的第一激光模式和第二激光模式的强度比。本公开还提供了一种封装方法，能够实现太赫兹小尺寸平顶高斯光束的高效输出。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，尤其涉及一种光反馈结构及其封装方法。

背景技术

平顶高斯光束是一种在圆形区域内具有几乎一致通量(能量密度)的激光光束，高功率、小尺寸的太赫兹平顶高斯光束在近距离生物细胞检测、成像等领域具有强烈的应用需求。

但是现有技术中，通过调控条形激光器的脊宽尺寸调控远场具有很大的不确定性，而且远场发散角较大，输出光斑无法直接使用。

发明内容

本公开提供了一种光反馈结构及其封装方法，能够实现太赫兹量子级联激光器小尺寸平顶高斯光束的高效输出。

为实现上述目的，本申请实施例第一方面提供一种光反馈结构，包括：

太赫兹量子级联激光器和高阻硅超球镜；

所述高阻硅超球镜的入射平面的中心位于所述太赫兹量子级联激光器的前端面内，所述高阻硅超球镜的入射平面用于收集所述太赫兹量子级联激光器发出的激光；

所述高阻硅超球镜的出射球面用于反馈及汇聚所述太赫兹量子级联激光器发出的激光，增加所述太赫兹量子级联激光器的第二激光模式的激射强度，以通过调控所述太赫兹量子级联激光器的第一激光模式和第二激光模式的强度比，使通过所述第一激光模式和所述第二激光模式输出的激光叠加形成平顶高斯光束。

可选的，所述太赫兹量子级联激光器包括：

半绝缘衬底；

第一接触层，其设置在所述半绝缘衬底上；

有源区，其设置在所述第一接触层上；

第二接触层，其设置在所述有源区上；

第一电极层，其设置在所述第二接触层上；

第二电极层，其设置在所述第一接触层上。

可选的，所述太赫兹量子级联激光器的半绝缘衬底的厚度大于150微米，工作频率范围覆盖60～100微米。

可选的，所述高阻硅超球镜的焦点位于所述高阻硅超球镜的入射平面的中心，所述中心与所述太赫兹量子级联激光器的前端面中心重合。

可选的，所述高阻硅超球镜的总厚度T与半径R之间的关系满足T＝R×3.4/(3.4-1)，其中，3.4为硅材料体系在太赫兹波段的折射率。

可选的，所述高阻硅超球镜的入射平面和出射球面不能蒸镀增透膜。

可选的，所述高阻硅超球镜的出射球面对所述第二激光模式的反射率高于对所述第一激光模式的反射率。

可选的，所述第一激光模式和所述第二激光模式的激射强度比为1∶0.4。

可选的，所述太赫兹量子级联激光器为半绝缘表面等离子体结构太赫兹量子级联激光器。

为实现上述目的，本申请实施例第二方面提供一种封装方法，包括：

将太赫兹量子级联激光器烧结在带有定位线的热沉中心处；