[发明专利]氮化镓纳米超结构及其制备方法以及氮化镓基激光器

权利要求书

1.一种氮化镓纳米超结构，用于实现氮化镓基激光器圆偏振出光，其特征在于，所述氮化镓纳米超结构由下至上依次包括衬底、介质膜层以及纳米光栅结构层，所述纳米光栅结构层的光栅材料包括氮化镓、n型氮化镓、p型氮化镓中的一种，光栅周期范围为100nm-280nm，光栅高度范围为100nm-300nm，光栅线宽为50nm-200nm。

2.如权利要求1所述的氮化镓纳米超结构，其特征在于，所述氮化镓纳米超结构的衬底材料包括氮化镓或蓝宝石中的一种。

3.如权利要求1所述的氮化镓纳米超结构，其特征在于，所述氮化镓纳米超结构的介质膜层材料包括氮化镓、n型氮化镓、p型氮化镓中的一种，所述介质膜层的厚度范围为0.1um-100um。

4.如权利要求1所述的氮化镓纳米超结构，其特征在于，所述氮化镓纳米超结构的尺寸为10～1000um，其轮廓形状包括圆形或方形。

5.一种用于实现氮化镓基激光器圆偏振出光的氮化镓纳米超结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

于蓝宝石衬底上生长氮化镓或n型氮化镓或p型氮化镓薄膜；

在薄膜上旋涂光刻胶，光刻并显影制备出光刻胶光栅图样；

制备金属光栅掩膜结构；

刻蚀氮化镓或n型氮化镓或p型氮化镓薄膜，形成氮化镓光栅，腐蚀多余金属光栅。

6.一种用于实现氮化镓基激光器圆偏振出光的氮化镓纳米超结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

于氮化镓衬底上旋涂光刻胶，光刻并显影制备出光刻胶光栅图样；

制备金属光栅掩膜结构；

刻蚀氮化镓衬底，形成氮化镓光栅，腐蚀多余金属光栅。

7.如权利要求5或6所述的用于实现氮化镓基激光器圆偏振出光的氮化镓纳米超结构的制备方法，其特征在于：

所述光刻胶厚度范围为100-300nm，所述光刻方法包括电子束曝光、紫外直写、双光束干涉。

8.如权利要求5或6所述的用于实现氮化镓基激光器圆偏振出光的氮化镓纳米超结构的制备方法，其特征在于，所述步骤：制备金属光栅掩膜结构包括：

蒸镀金属镍或者铬或者镍+铬薄膜，厚度为30-80nm，浸泡丙酮剥离残余光刻胶，形成金属镍或铬或者镍+铬材料的光栅。

9.如权利要求8所述的用于实现氮化镓基激光器圆偏振出光的氮化镓纳米超结构的制备方法，其特征在于，所述步骤：刻蚀以形成氮化镓光栅，腐蚀多余金属光栅包括：

采用ICP干法刻蚀技术进行刻蚀，刻蚀光栅深度为100nm-300nm，采用铬腐蚀液和/或镍腐蚀液洗掉多余铬和/或镍，并用去离子水进行超声清洗。

10.一种氮化镓基激光器，其特征在于：包括氮化镓基激光器本体以及如权利要求1～4任一所述的氮化镓纳米超结构，所述氮化镓纳米超结构设置于所述氮化镓基激光器本体出光端面的前端，且所述氮化镓纳米超结构光栅的线栅方向与所述氮化镓基激光器本体出光的偏振方向夹角为45°。