[发明专利]锥形光子晶体量子级联激光器及其制作方法

摘要

本发明公开了一种近衍射极限光束输出的锥形光子晶体量子级联激光器及其制作方法。该激光器包括：衬底，及其在衬底上依次生长的下波导层、有源区、上波导层、上覆盖层、上接触层、欧姆接触层、电绝缘层、正面电极和衬底背面电极。该激光器采用脊型台面双沟波导结构，脊型台面结构由均匀脊宽的主控振荡区和锥形结构的增益放大区两部分组成；光子晶体结构用以提供分布反馈波导，制作于上接触层和欧姆接触层之中。利用本发明，能够获得单模近衍射极限光束输出；采用脊型台面结合锥形增益放大区的波导结构，大大降低了远场发散角，在提高输出功率的同时又避免了同类宽脊型大功率器件难以避免的散热问题。

主权项

一种近衍射极限光束输出的锥形光子晶体量子级联激光器，其特征在于，该结构包括：一衬底；一下波导层，该下波导层利用分子束外延方法生长在衬底之上；一量子级联有源区，该有源区利用分子束外延方法生在下波导层之上；一上波导层，该上波导层利用分子束外延方法生长在有源区之上；一上包层，该上包层利用分子束外延方法生长在上波导层之上；一上覆盖层，该上覆盖层利用分子束外延方法生长在上包层之上；一欧姆接触层，该欧姆接触层利用分子束外延方法生长在上覆盖层之上；一光子晶体波导结构，该光子晶体波导结构制作于上覆盖层和欧姆接触层之中；一双沟脊型波导结构，通过湿法腐蚀或干法刻蚀工艺欧姆接触层而形成，该双沟脊型波导结构由两部分组成，一部分是均匀脊宽的主控振荡区，一部分是锥形增益放大区；一电绝缘层，该电绝缘层沉积在欧姆接触层之上，覆盖整个双沟脊型波导结构，在覆盖有绝缘层的脊台中心部位留出电注入窗口；一正面电极，制作于电绝缘层之上；一背面电极，制作于衬底背面；一锥形增益放大区前腔面蒸镀的介质增透膜；一均匀脊后腔面蒸镀的金属高反膜。