[发明专利]高耦合效率电注入集成硅基激光器

摘要

本发明公开了高耦合效率电注入集成硅基激光器，为叠层结构，包括：硅衬底、绝缘层、大模斑半导体有源芯片、顶层硅和低折射率层，硅衬底的上表面设有常规部和经过刻蚀的刻蚀部，绝缘层设置在硅衬底的常规部上；大模斑半导体有源芯片设置在硅衬底的刻蚀部上；顶层硅设置在绝缘层的上表面；低折射率层设置在顶层硅上表面的靠近所述大模斑半导体有源芯片的一侧。本发明，具有直接高效输出单模激光的优点，且结构紧凑，工艺简单，效率高，稳定性高，可商用化，在光互联、光通信、光谱测定以及光遥感等领域中具有广阔的应用前景。

主权项

1.高耦合效率电注入集成硅基激光器，其特征在于，为叠层结构，包括：硅衬底，上表面设有常规部和经过刻蚀的刻蚀部；设置在所述硅衬底的常规部上的绝缘层；设置在所述硅衬底的刻蚀部上的大模斑半导体有源芯片；设置在所述绝缘层上表面的顶层硅，所述顶层硅包含模斑变换器、定向耦合器、微环谐振器和反射镜；设置在所述顶层硅上表面靠近所述大模斑半导体有源芯片的一侧的低折射率层；其中，所述大模斑半导体有源芯片为叠层结构，倒置在所述硅衬底的上表面，包括：N型电极；N型衬底，设置在所述N型电极的上表面；N型限制层，设置在所述N型衬底的上表面；N型波导，设置在所述N型限制层的上表面；有源层，设置在所述N型波导的上表面；P型限制层，设置在所述有源层的上表面；P型盖层，设置在所述P型限制层的上表面，所述P型限制层和P型盖层整体刻蚀形成一凸起的波导结构和两凸起的台面部，其中，所述波导结构由凸起的脊型部和凸起的输出波导对接而成，所述波导结构的两侧各有1个所述台面部，所述模斑变换器的输入端与所述输出波导的输出端对准，所述定向耦合器设置在所述模斑变换器的输出端，所述反射镜与所述定向耦合器之间设有所述微环谐振器；电绝缘层，设置在所述波导结构与邻近的所述台面部之间以及所述台面部上表面；P型电极，设置在所述电绝缘层以及所述波导结构的上表面。