本發(fā)明專利技術(shù)公開一種具有二次諧振腔的半導(dǎo)體激光器，襯底上由下至上依次外延緩沖層、第一型導(dǎo)電層、第一下波導(dǎo)層、有源區(qū)、第一上波導(dǎo)層和第二型導(dǎo)電層；緩沖層與第一型導(dǎo)電層之間通過外延生長設(shè)置一層第二下波導(dǎo)層，第二型導(dǎo)電層上通過外延生長設(shè)置一層第二上波導(dǎo)層。本發(fā)明專利技術(shù)采用匹配性材料Al(1?x)HfxN直接外延生長,通過Al(1?x)HfxN具有金屬反射作用,形成二次諧振腔,有效提高半導(dǎo)體激光器的鎖模及光效，同時提高激光的響應(yīng)時間。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及激光器
，尤其是指一種具有二次諧振腔的半導(dǎo)體激光器。
技術(shù)介紹
如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)揭示的傳統(tǒng)正裝半導(dǎo)體激光芯片的結(jié)構(gòu)，在藍(lán)寶石襯底10上由下至上依次外延緩沖層20（AlGaN）、第一型導(dǎo)電層30（n-GaN）、第一型限制層40（n-AlGaN）、下波導(dǎo)層50（GaN）、有源區(qū)60、上波導(dǎo)層70（GaN）、電子阻擋層80（p-AlGaN）和第二型導(dǎo)電層90。隨著激光器功率越做越大，所述傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)激光器在大激發(fā)功率下，有源區(qū)的結(jié)溫明顯升高，導(dǎo)致大功率激光器的激發(fā)波長發(fā)生明顯的紅移。為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用高熱導(dǎo)芯片材料及工藝，減小MQW的工作溫度，進(jìn)而減小波長紅移。其缺陷在于：該方法工藝復(fù)雜，且需要整個芯片至封裝應(yīng)用端都采用高熱導(dǎo)材料，成本高且不易實(shí)現(xiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種具有二次諧振腔的半導(dǎo)體激光器，有效提高二次諧振的鎖模光效，同時提高激光的響應(yīng)時間。為達(dá)成上述目的，本專利技術(shù)的解決方案為：一種具有二次諧振腔的半導(dǎo)體激光器，襯底上由下至上依次外延緩沖層、第一型導(dǎo)電層、第一下波導(dǎo)層、有源區(qū)、第一上波導(dǎo)層和第二型導(dǎo)電層；緩沖層與第一型導(dǎo)電層之間通過外延生長設(shè)置一層第二下波導(dǎo)層，第二型導(dǎo)電層上通過外延生長設(shè)置一層第二上波導(dǎo)層。進(jìn)一步，第二下波導(dǎo)層的材料為Al(1-x)HfxN，其中0.3＞x＞0.1。進(jìn)一步，第二上波導(dǎo)層的材料為Al(1-x)HfxN，其中0.3＞x＞0.1。進(jìn)一步，緩沖層的材料為Al(1-x)HfxN，其中0.3＞x＞0.1。進(jìn)一步，第一下波導(dǎo)層與第一型導(dǎo)電層之間外延第一型限制層。進(jìn)一步，第一上波導(dǎo)層與第二型導(dǎo)電層之間外延電子阻擋層。進(jìn)一步，第一下波導(dǎo)層的材料為GaN。進(jìn)一步，第一上波導(dǎo)層的材料為GaN。采用上述方案后，本專利技術(shù)二次波導(dǎo)層設(shè)置于外延層中，比傳統(tǒng)的在封裝端采用二次波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢在于：采用此外延結(jié)構(gòu)由于光無需傳播出外延材料就能得到二次諧振，使得光在二次諧振的傳播過程中的傳輸角度不會發(fā)生不規(guī)則變化，有效提高二次諧振的鎖模光效；能有效地減小光在波導(dǎo)層中的行程，提高激光的響應(yīng)時間。采用氮化鋁鉿材料充當(dāng)二次波導(dǎo)層：有效地實(shí)現(xiàn)在外延層中設(shè)置二次波導(dǎo)層；氮化鋁鉿與氮化鎵材料是匹配性材料，使得整個外延層的晶體質(zhì)量繼續(xù)保持較好的晶體質(zhì)量；氮化鋁鉿具有金屬反射鏡的效果，對可見光的反射率能達(dá)到90%以上，能非常有效地實(shí)現(xiàn)二次諧振。采用氮化鋁鉿緩沖層過渡至氮化鋁鉿反射鏡（第二下波導(dǎo)層）：使得氮化鋁鉿反射鏡的表面粗糙度小于1.5nm，使得二次諧振在有源區(qū)下面獲得較好的鏡面反射效果；采用Al（1-x）HfxN的0.3＞x＞0.1，使得長在氮化鋁鉿上的氮化鎵系的外延材料晶體質(zhì)量較好，實(shí)現(xiàn)有源區(qū)之上的氮化鋁鉿二次波導(dǎo)層的鏡面效果不會變差，從而使得二次諧振在有源區(qū)上面也獲得較好的鏡面反射效果。附圖說明圖1是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。標(biāo)號說明襯底10 緩沖層20第一型導(dǎo)電層30 第一型限制層40下波導(dǎo)層50 有源區(qū)60上波導(dǎo)層70 電子阻擋層80第二型導(dǎo)電層90襯底1 緩沖層2第二下波導(dǎo)層31 第一下波導(dǎo)層32第一型導(dǎo)電層4 第一型限制層5有源區(qū)6 第一上波導(dǎo)層71第二上波導(dǎo)層72 電子阻擋層8第二型導(dǎo)電層9。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本專利技術(shù)做詳細(xì)描述。請參閱圖2所述，本專利技術(shù)揭示的一種具有二次諧振腔的半導(dǎo)體激光器，襯底1上由下至上依次外延緩沖層2、第二下波導(dǎo)層31、第一型導(dǎo)電層4（n-GaN）、第一型限制層5（n-AlGaN）、第一下波導(dǎo)層32（GaN）、有源區(qū)6、第一上波導(dǎo)層71（GaN）、電子阻擋層8（p-AlGaN）、第二型導(dǎo)電層9（p-GaN）和第二上波導(dǎo)層72。在有源區(qū)6上下的第一下波導(dǎo)層32和第一上波導(dǎo)層71之外再增加一組第二下波導(dǎo)層31和第二上波導(dǎo)層72二次波導(dǎo)的金屬反射鏡。金屬反射鏡設(shè)置于外延層之中，構(gòu)成二次諧振腔，使得光無需傳播出外延材料就能得到二次諧振，使得光在二次諧振的傳播過程中的傳輸角度不會發(fā)生不規(guī)則變化，有效提高二次諧振的鎖模光效；能有效地減小光在波導(dǎo)層中的行程，提高激光的響應(yīng)時間。第二下波導(dǎo)層31的材料為Al(1-x)HfxN，其中0.3＞x＞0.1。第二上波導(dǎo)層72的材料為Al(1-x)HfxN，其中0.3＞x＞0.1。緩沖層2的材料為Al(1-x)HfxN，其中0.3＞x＞0.1。金屬反射鏡的構(gòu)成材料采用氮化鋁鉿材料，氮化鋁鉿的二次波導(dǎo)層的第二下波導(dǎo)層31設(shè)置于緩沖層2之上，且緩沖層2也采用氮化鋁鉿；二次波長層的第二上波導(dǎo)層72設(shè)置于P-GaN第二型導(dǎo)電層9之上。氮化鋁鉿材料充當(dāng)二次波導(dǎo)層：有效地實(shí)現(xiàn)在外延層中設(shè)置二次波導(dǎo)層；氮化鋁鉿與氮化鎵材料是匹配性材料，使得整個外延層的晶體質(zhì)量繼續(xù)保持較好的晶體質(zhì)量；氮化鋁鉿具有金屬反射鏡的效果，對可見光的反射率能達(dá)到90%以上，能非常有效地實(shí)現(xiàn)二次諧振。氮化鋁鉿緩沖層過渡至氮化鋁鉿反射鏡（第二下波導(dǎo)層）：使得氮化鋁鉿反射鏡的表面粗糙度小于1.5nm，使得二次諧振在有源區(qū)下面獲得較好的鏡面反射效果；采用Al（1-x）HfxN的0.3＞x＞0.1，使得長在氮化鋁鉿上的氮化鎵系的外延材料晶體質(zhì)量較好，實(shí)現(xiàn)有源區(qū)之上的氮化鋁鉿二次波導(dǎo)層的鏡面效果不會變差，從而使得二次諧振在有源區(qū)上面也獲得較好的鏡面反射效果。以上所述僅為本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例，并非對本案設(shè)計(jì)的限制，凡依本案的設(shè)計(jì)關(guān)鍵所做的等同變化，均落入本案的保護(hù)范圍。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種具有二次諧振腔的半導(dǎo)體激光器，襯底上由下至上依次外延緩沖層、第一型導(dǎo)電層、第一下波導(dǎo)層、有源區(qū)、第一上波導(dǎo)層和第二型導(dǎo)電層；其特征在于：緩沖層與第一型導(dǎo)電層之間通過外延生長設(shè)置一層第二下波導(dǎo)層，第二型導(dǎo)電層上通過外延生長設(shè)置一層第二上波導(dǎo)層。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有二次諧振腔的半導(dǎo)體激光器，襯底上由下至上依次外延緩沖層、第一型導(dǎo)電層、第一下波導(dǎo)層、有源區(qū)、第一上波導(dǎo)層和第二型導(dǎo)電層；其特征在于：緩沖層與第一型導(dǎo)電層之間通過外延生長設(shè)置一層第二下波導(dǎo)層，第二型導(dǎo)電層上通過外延生長設(shè)置一層第二上波導(dǎo)層。2.如權(quán)利要求1所述的一種具有二次諧振腔的半導(dǎo)體激光器，其特征在于：第二下波導(dǎo)層的材料為Al(1-x)HfxN，其中0.3＞x＞0.1。3.如權(quán)利要求1所述的一種具有二次諧振腔的半導(dǎo)體激光器，其特征在于：第二上波導(dǎo)層的材料為Al(1-x)HfxN，其中0.3＞x＞0.1。4.如權(quán)利要求...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林志偉，陳凱軒，張永，卓祥景，姜偉，汪洋，童吉楚，方天足，
申請(專利權(quán))人：廈門乾照光電股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：福建;35
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