[发明专利]包括多个单片式激光二极管的AlInGaAs/InGaAsP/InP边缘发射半导体激光器

权利要求书

1.一种边缘发射半导体激光器件，包含多个单片式激光二极管，使用砷磷化铝铟镓AlInGaAs/InGaAsP/InP材料系统，以长波长(1250nm至1720nm)发射，其中

所述单片式激光二极管通过一个或更多个隧道结彼此连接；以及

每一个单片式激光二极管包括有源区，所述有源区具有势垒和由不同比例的铝、镓、铟和砷构成的不超过三个的量子阱。

2.如权利要求1所述的器件，其中，铝铟镓砷量子阱的尺寸在5nm和10nm之间，其中，所述有源区被放置在两个相反导电掺杂的限制层之间，其中p掺杂限制层以5e16 cm-3，-25％/+50％的浓度开始，并增加到1e17 cm-3，-25％/+50％的最终浓度，并且紧接在所述p掺杂限制层之后的界面层具有在限制层的最终掺杂浓度与1e18 cm-3，+/-300％之间的固定掺杂浓度。

3.如权利要求1所述的器件，还包括InP衬底和在每一个所述单片式激光二极管中掺杂浓度在1e17 cm-3和6e17 cm-3之间的包层。

4.如权利要求1所述的器件，其中，每一个单片式激光二极管的p掺杂包层掺杂有锌。

5.如权利要求1所述的器件，其中，每一个单片式激光二极管包括在所述有源区和至少一个包层之间的铝铟砷层。

6.如权利要求1所述的器件，其中，每一个单片式激光二极管中的铝铟砷层的掺杂是锌，并且锌的浓度等于或小于1e18 cm-3。

7.如权利要求1所述的器件，其中，所述单片式激光二极管的数量是两个、三个或四个，并且每一个单片式激光二极管包含渐变折射率限制层。

8.如权利要求1所述的器件，其中，在一个或两个或所有单片式激光二极管中，P型铝铟镓砷波导层等于或小于1e17 cm-3。

9.如权利要求1所述的器件，其中，对于一个、两个或所有单片式激光二极管，P型铝铟镓砷包层掺杂浓度等于或小于1e18 cm-3。

10.如权利要求1所述的器件，其中，对于一个、两个或所有单片式激光二极管，N型铝铟镓砷波导层掺杂浓度等于或小于1e17 cm-3。

11.如权利要求1所述的器件，其中，在一个、两个或所有单片式激光二极管中，N型铝铟镓砷包层掺杂等于或小于5e17 cm-3。

12.根据权利要求1所述的器件，包括在顶部单片式激光器上的脊波导结构，所述脊波导结构在每一个单片式激光二极管中支持多个空间模式。

13.根据权利要求1所述的器件，包括从顶部p型铟镓砷接触层通过所述有源区蚀刻的沟槽。

14.如权利要求13所述的器件，其中，所述沟槽的深度在2微米和10微米之间，并且形成沟槽的壁以45度和80度之间的角度倾斜。

15.如权利要求1所述的器件，其中，孔径宽度在2微米和350微米之间，腔体长度在0.5mm和4mm之间。

16.根据权利要求1所述的器件，其中，光在1250微米和1720微米的光谱范围内发射。

17.一种包含多个单片式激光二极管的在铟磷衬底上生长的边缘发射半导体激光器，其中所述单片式激光二极管通过隧道结彼此连接，其中每一个单片式激光二极管包括具有势垒和由不同比例的铝、镓、铟和砷构成的量子阱的有源区，其中所述多个有源区的量子阱结构在它们的层厚度和/或它们的材料组成方面彼此不同，使得至少两个发射区具有至少5nm的不同发射波长。