專利名稱：注入式激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電^支術(shù)，即，涉及在4交寬波長范圍內(nèi)工作的有效 功率大且緊湊的半導(dǎo)體注入式激光器(二極管激光器)。
背景技術(shù)：
已知各種類型的注入式激光器具有條狀有源生成區(qū)以及具有 通過光學(xué)共振器的邊緣反射鏡的發(fā)射輸出的注入式激光器[S.S. Ou 等人，Electronics Letters (1992). v.28, No.25, pp.2345-2346]、具有垂 直共振器的表面發(fā)射注入式激光器[A. Krigge等人，Electronics Letters, 2001, vol.37, No.20, pp.l222畫1225]、在光學(xué)共振器中具有輸 出發(fā)射的注入式激光器[Shveykin V.I.,專利號US 6,748,002 B2, 2004 年6月8曰]。乂人l支術(shù)實質(zhì)和要解決的4支術(shù)問題的立場來看，在著作[Sveykin V丄，專利RU 2109382 CI， Bup. JNkll, 20.04.98]中描述了最4妄近的具 有表面發(fā)射的注入式激光器原型。所述注入式激光器包括置于襯底 上的多層異質(zhì)結(jié)構(gòu)；所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有有源層。所述注入式激光器 還包括條狀有源生成區(qū)、光學(xué)共振器、反射器、歐姆接觸、用于輸 出發(fā)射的具有遮蔽的裝置、用于抑制橫向超輻射發(fā)光發(fā)射的配置。 在這種情況下，至少兩個生成單元形成在構(gòu)成至少一條的激光發(fā)射生成的條狀有源區(qū)中；所述單元被用于輸出發(fā)射的裝置限制在至少一側(cè)上，該裝置以另外引入的帶有兩個反射器和對于輸出發(fā)射為透 明的區(qū)域的空腔的形式進行工作?？涨槐恢糜诋愘|(zhì)結(jié)構(gòu)表面的一側(cè) 上。反射器被置于空腔的傾斜表面上。此外，產(chǎn)生了角v,其由異質(zhì)結(jié)構(gòu)表面上的空腔反射器肋材(rib)的方向和條狀生成區(qū)的橫向 側(cè)面的方向形成，并在下列范圍內(nèi)選擇:(兀/2) - arcsin( 1 /n)< vj/〈(兀/2) + arcsin(l/n),其中，n是對于輸出發(fā)射為透明的區(qū)域的折射率。除 此之外，對于空腔的至少一個反射器產(chǎn)生角(3 ,該角由有源層的平 面表面上、向其平面與所示空腔反射器的平面表面的相交線所繪制 的法線與朝向所示反射器的表面所繪制的法線形成。所述角度在下 列范圍中選4奪(l/2)arcsin(l/n)<(3 <(兀/2)-(1/2)arcsin(l/n)。相對于異 質(zhì)結(jié)構(gòu)的表面，空腔底部被設(shè)置在由操作該裝置期間傳播的放大發(fā) 射的能通量Pm確定的距離處。所述能量流在與再生單元開始處的 異質(zhì)結(jié)構(gòu)層垂直的異質(zhì)結(jié)構(gòu)一黃截面中#皮確定，并且還由所述單元中 的總》文大率確定。所述i文大率耳又決于i殳置的4由運電流(pumping current),所示單元的長度、以及異質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。此夕卜，在前一生 成區(qū)的末端處的放大發(fā)射的總能通量值的0.99-0.001范圍內(nèi)選擇能通量Pin。與能通量PiN成反比地選擇所述單元中的總放大率。此外， 存在對于輸出發(fā)射為透明并沿發(fā)射的傳播方向設(shè)置(在操作該裝置 期間)的區(qū)域，該發(fā)射^皮空腔反射器所反射。在所述區(qū)域中，外部 輸出發(fā)射表面與發(fā)射輸出表面的至少 一側(cè)相鄰。注入式激光器原型的基本優(yōu)點在于可以通過成倍增加其長度 來保證發(fā)射輸出功率的增加。同時，對于用于以異質(zhì)結(jié)構(gòu)中并位于 緊鄰有源層的窄空腔形式而執(zhí)行的發(fā)射輸出的配置，存在制造精度和可重復(fù)性的技術(shù)復(fù)雜性。這會導(dǎo)致輸出單元處較大的發(fā)射的衍射 散度，并相應(yīng)地導(dǎo)致發(fā)射輸出的光損耗的增大以及其效率的減少。 這樣的事實會產(chǎn)生4呆i正:搡作性和可靠性所需的資源的困難。此外， 存在僅通過應(yīng)該對于激光器發(fā)射為透明的襯底執(zhí)行發(fā)射輸出的特 定限制。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的基礎(chǔ)在于產(chǎn)生一種新型的超功率的注入式激光器(下 文中稱為激光器)，其具有以大量輸出激光束形式從有源層發(fā)射出 來的表面輸出并在已知較寬發(fā)射波長范圍內(nèi)起作用，以及基于輸出 發(fā)射的新穎有效且非顯而易見的方法。技術(shù)效果在于，所提出的激光器的長度原則上沒有限制(所指 的長度僅受所使用半導(dǎo)體襯底的尺寸限制)，激光器輸出面處的發(fā)射密度顯著減小(減小10—2- i(rM咅)，其保證了激光器發(fā)射的超高 功率、高效率、發(fā)射的低光損耗及它們對于激光器長度的獨立性、 低閾值電流、隨激光器長度增加而增大的低歐姆損耗、激光器的較 高資源可操作性和高可靠性、以及在較寬范圍內(nèi)被控制的輸出發(fā)射 的方向性和散度，并且簡化了激光器制造的技術(shù)工藝。的事實來實現(xiàn)上述技術(shù)效果，其中，激光器異質(zhì)結(jié)構(gòu)包括由至少一 個子層組成的至少一個有源層。所述激光器還包括邊緣面、縱向放大軸、光學(xué)共振器、包括至少一個子層的金屬化層(metallization layer )。在這種情況下，在所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，在^v向》文大軸方向上 ;改置至少 一個序列。該序列具有交*#的由至少一個子區(qū)組成的至少 一個發(fā)射》文大區(qū)和由至少一個子區(qū)組成的至少一個發(fā)射輸出區(qū)。在 輸出區(qū)和激光器異質(zhì)結(jié)構(gòu)的多個層中，存在高于放大區(qū)并由至少一個子層組成的用于發(fā)射漏入的半導(dǎo)體層。通過相應(yīng)地相對于》文大區(qū) 的外表面以一定的線性傾斜角OH和(X2設(shè)置的輸出面在縱向放大軸折射率n,N和其中包括有漏入層的異質(zhì)結(jié)構(gòu)的有效折射率n^的之比 等于大于1的數(shù)。所提出的激光器的一個顯著不同在于，第 一次沿縱向放大軸在 光學(xué)波導(dǎo)中傳播的激光器發(fā)射的新穎和非顯而易見輸出是在離散 分布在激光器異質(zhì)結(jié)構(gòu)中并具有新穎組分、結(jié)構(gòu)和尺寸的發(fā)射輸出 區(qū)的幫助下而通過激光器的外表面來執(zhí)行的。此外，輸出區(qū)的組分、 結(jié)構(gòu)和尺寸及其輸出面使得以泄漏發(fā)射的形式來實現(xiàn)發(fā)射輸出。所 提出的激光器的特征在于隨著其長度的增長而增大的高效率，以及 與現(xiàn)代的注入式激光器相比，其特征在于顯著降低的輸出面處激光 器發(fā)射的密度(降低了 10—i-10—3倍)、激光器發(fā)射的可控方向性和 散度、降低了的光損耗、減小了的閾值電流密度、以及還在于減少 了的歐姆和熱每丈電阻。這樣的事實使得可以通過激光器發(fā)射的超高 功率值來確保激光器操作的高可靠性以及顯著簡化激光器制造的 技術(shù)工藝。還通過在兩個邊緣面上存在光學(xué)共振器的反射器(具有近似等 于1的反射系數(shù))來實現(xiàn)技術(shù)效果。因此，尤其實現(xiàn)了閾值電流密 度的減小。還通過在發(fā)射輸出側(cè)上的放大區(qū)中的異質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在通過在 上述側(cè)上的i文大區(qū)中實現(xiàn)異質(zhì)結(jié)構(gòu)中發(fā)射的部分限制的組分和厚 度值而實現(xiàn)的多個層，來實現(xiàn)技術(shù)效果。在異質(zhì)結(jié)構(gòu)的所述表面上， 放置具有高發(fā)射反射系數(shù)的金屬化子層。因此，尤其實現(xiàn)了發(fā)射功 率的增大以及制造沖支術(shù)的簡化。還通過將相應(yīng)的金屬化層置于漏入層的外表面上的輸出區(qū)中 來實現(xiàn)技術(shù)效果。因此，尤其提高了效率并降低了激光器的閾值電流o還通過將反射器置于一個邊緣面上來實現(xiàn)技術(shù)效果。所述反射 器的尺寸允許反射指向其的所有激光束。因此，實現(xiàn)了具有減小了 的發(fā)散角的激光器發(fā)射的單向性。還通過在與發(fā)射輸出側(cè)相對的側(cè)面上的放大區(qū)中的異質(zhì)結(jié)構(gòu) 中存在通過在上述側(cè)面上的放大區(qū)中實現(xiàn)異質(zhì)結(jié)構(gòu)中發(fā)射的部分 限制的組分和厚度值而實現(xiàn)的多個層，來實現(xiàn):汰術(shù)效果。在異質(zhì)結(jié) 構(gòu)表面上的所述側(cè)面上，放置具有高發(fā)射反射系數(shù)的金屬化子層。 通過該事實，尤其實現(xiàn)了激光器功率的增大以及制造技術(shù)的簡化。還通過在每個方文大區(qū)中都形成至少兩個條狀》文大子區(qū)來實現(xiàn) :技術(shù)效果。沿纟從向》文大軸i殳置所述條^l大》文大子區(qū)，而它們之間的間 隔由具有低于所述方文大子區(qū)中的異質(zhì)結(jié)構(gòu)的有效折射系數(shù)的折射 系數(shù)的物質(zhì)來填充。該事實尤其允許得到高功率的單模激光器發(fā) 射。還通過下面^是出的不同的激光器輸出區(qū)的實現(xiàn)方案來實現(xiàn)才支 術(shù)效果。使輸出面的線性傾斜角(X!和(X2絕對值相等(等于兀/2)。此外， 輸出區(qū)中的漏入層具有不d 、于輸出區(qū)的長度與泄漏角cp的正切的乘積的厚度，而角度cp等于rieff與n,N之比的反余弦。因此，實現(xiàn)了激光束的相應(yīng)方向性和角度發(fā)散。還通過4吏輸出面的線性傾殺牛角&和a2的絕對值相等且等于 (兀/2)+(cp)、(兀/4)+(cp/2)、以及(3兀/4) - (cp/2)來實現(xiàn)激光束的相應(yīng)方向性。還通過在多個發(fā)射輸出區(qū)和多個放大區(qū)上形成自發(fā)擴展的歐 姆接觸(金屬化層)來實現(xiàn)技術(shù)效果。這尤其使得可以優(yōu)化放大區(qū) 和輸出區(qū)的尺寸以及提高激光器的發(fā)射效率和功率。還通過在每個輸出區(qū)的中部沿其整個長度形成條狀放大區(qū)的 事實來實現(xiàn)技術(shù)效果。所述條狀放大區(qū)與具有相應(yīng)的金屬化層的放 大區(qū)完全相同，其中，金屬化層的寬度比輸出區(qū)的寬度小得多。該 事實尤其導(dǎo)致激光器的閾值電流的減小以及發(fā)射功率的增大。還通過激光器包括通過電流并聯(lián)連接的交替的由至少 一個子區(qū)纟且成的至少一個發(fā)射》文大區(qū)和由至少一個子區(qū)ia成的至少一個 發(fā)射輸出區(qū)的至少兩個序列，來實現(xiàn)技術(shù)效果。因此，實現(xiàn)了使激 光器的發(fā)射功率大約增加了等于并聯(lián)連接的所述序列數(shù)的倍數(shù)。還通過激光器包括通過電流串耳關(guān)連4妻的至少兩個上述序列來 實現(xiàn)4支術(shù)效果。因此，在相同的電流值下，實現(xiàn)了激光器的發(fā)射功 率的增大。所述發(fā)射功率大約增加了等于串聯(lián)連接的所述序列數(shù)的 倍數(shù)(由于施加至激光器的電壓的相應(yīng)增加)。本發(fā)明的實質(zhì)在于完整實現(xiàn)新型激光器的產(chǎn)生，該激光器具有 尤其以大量光束的形式從有源層發(fā)射出來的表面輸出。所述激光器基于所提出的利用外流發(fā)射(outflow emission )特性的發(fā)射輸出的 新穎有效且非顯而易見的方法。新穎且有效的發(fā)射輸出區(qū)被引入到 有源區(qū)中并沿發(fā)射器的長度(該長度原則上不受限制)離散分布。 所述輸出區(qū)確保了具有操作高可靠性的超高發(fā)射功率以及發(fā)射光 損耗的減少，及其對于激光器長度的獨立性、效率的增加、輸出面上發(fā)射密度非常顯著的降低(降低了 10—1-10—3倍)、激光器發(fā)射的可控方向性和散度、歐姆和熱敏電阻值的減小、以及激光器制造的 技術(shù)工藝的顯著簡化。


通過圖1 ~圖11來i兌明本發(fā)明。圖1示意性示出了所提出的具有交替的兩個放大區(qū)和三個發(fā)射 輸出區(qū)的序列的多光束激光器的縱向截面圖，其中，發(fā)射輸出區(qū)的 專lr出面垂直于》文大區(qū)的外表面。圖2示意性示出了所提出的激光器的頂視圖，在圖i中示出了 其縱向截面。圖3示意性示出了激光器的放大區(qū)中的截面圖，在圖1中示出了激光器的纟從向截面。圖4示意性示出了所提出的激光器的發(fā)射輸出側(cè)的頂視圖，其 中，兩個放大區(qū)被分割為三個并列設(shè)置的放大區(qū)。圖5示意性示出了所提出的激光器的發(fā)射輸出側(cè)的頂視圖，其 中，引入了沿激光器的整個長度連接放大區(qū)的三個附加的窄放大 區(qū)。圖6示意性示出了去除了襯底的所沖是出的激光器的縱向截面 圖，其中，在與發(fā)射輸出側(cè)相對的側(cè)面上，具有散熱板的金屬化層 直接連接至異質(zhì)結(jié)構(gòu)。圖7示意性示出了所^^是出的激光器的頂一見圖，在圖6示出了其 纟從向截面。圖8示意性示出了具有用于放大區(qū)和輸出區(qū)的雙層金屬化層的 激光器的放大區(qū)中的截面圖，在圖6示出了激光器的縱向截面。圖9~圖11示意性示出了所提出的激光器的縱向截面圖(沒有 金屬化層)，其輸出面傾斜并與放大區(qū)的外表面形成線性傾斜角ai 和a2:在圖9中這些角等于(兀/2)+(cp)， 在圖10中這些角等于(兀/4)+(cp/2)， 在圖11中這些角等于(3兀/4)-(cp/2)。
具體實施方式
下文中，將參照附圖通過實現(xiàn)本發(fā)明的具體方案來說明本發(fā) 明。所提出的激光器的改進實例不是唯一的，并且允許包括特定范 圍內(nèi)的波長的其他實現(xiàn)的存在，其特征反映在多個權(quán)利要求屬性 中。所提出的激光器1 (參見圖1 ~圖3 )包括置于n型GaAs的襯 底2上的激光器異質(zhì)結(jié)構(gòu)。所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)基于InAlGaAs化合物制 造，其具有相應(yīng)地置于發(fā)射輸出側(cè)以及與其相對的側(cè)面上的InGaAs 有源層3、波導(dǎo)層4、 5以及AlGaAs約束層6、 7。激光器發(fā)射的波 長被選擇為等于0.98 pm。激光器1的功能條被實現(xiàn)為條狀并包括 交替的放大區(qū)8和輸出區(qū)9。所述交替沿縱向光軸進行。放大區(qū)8 和輸出區(qū)9的寬度值相等并等于lOO]um。所述區(qū)域8和9的橫向側(cè) 面被ZnSe的橫向限制區(qū)10所限制。在邊緣面11上，形成具有99 %反射系數(shù)的光學(xué)共振器Fabry-Perot的膜反射器12。在發(fā)射輸出 側(cè)上，以部分限制異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的發(fā)射的這種方式來選才奪;改大區(qū)8中的約束層6的厚度和組分。由銀制成并具有等于98 %的發(fā)射反射系 數(shù)的金屬化子層13附著至放大區(qū)8的外表面。輸出區(qū)9包括附加 的GaAs半導(dǎo)體漏入層14，該輸出區(qū)的區(qū)別特征在于其折射率nIN 大于其中包括有漏入層14的激光器異質(zhì)結(jié)構(gòu)的有效折射率neff。通 過將金屬化層13不僅擴展至方丈大區(qū)8的外表面而且擴展至才黃向約 束區(qū)10來實現(xiàn)所有放大區(qū)8的電流連接(放大區(qū)8的擴展接觸)。 相應(yīng)的金屬化層15也被涂覆至襯底2。沿縱向放大軸限制輸出區(qū)9 的車lr出面16垂直于》文大區(qū)9的外表面，jt匕夕卜，角o^和(x2絕只^f直相 等并等于90°。在這種情況下，高于放大區(qū)8外表面的輸出區(qū)9具 有長方體的形狀。將激光器1的長度選4奪為等于20010 jam。相應(yīng)地 將放大區(qū)8和輸出區(qū)9的長度選擇為等于90 pm和10 jum。此夕卜， 以功能條形成的區(qū)域8和輸出區(qū)9的數(shù)量相應(yīng)等于200和201。激 光器1的輸出反射包括400個光束，其一半沿縱向》文大軸指向一個 方向，而另一半指向相反方向。對于激光器l的該變型例，通過適 當(dāng)?shù)剡x擇異質(zhì)結(jié)構(gòu)的層和漏入層14的組分和厚度值，將外流角cp 設(shè)置為等于10。。此外，輸出光束的折射角P等于30。。所選擇的發(fā) 射輸出區(qū)9的厚度6.0 |im近似等于輸出區(qū)9的長度與外流角cp的 正切的乘積的3倍。在這種情況下，所計算的通過三次重復(fù)輸出面 16上光束的入射而得到的輸出發(fā)射的部分包含98%。每條光束的 衍射散度近似等于9°。所計算的輸出發(fā)射功率P固等于200 W (對 于每條輸出光束為0.5W)。此外，輸出面16上的平均發(fā)射密度總 計等于125k W/cm2。差分效率(differential efficiency) t!h等于85 %。效率系數(shù)(來自輸出口的效率系數(shù))等于80%。激光器1的下一個變型例與前一個的不同之處在于，在一個邊 緣面11的側(cè)面上，連接所引入的具有允許反射所有指向其的激光 束的尺寸的反射器(圖中未示出)。此外，具有低散度的全部激光 器發(fā)射在相對于縱向放大軸等于30。的角度P下被形成為對相對邊 緣側(cè)的單向發(fā)射。激光器1的下一個變型例與圖1 ~圖3所示變型例的不同之處
在于，激光器1只包括設(shè)置在具有相應(yīng)i文大的區(qū)域尺寸的兩個相同 ;故大區(qū)8之間的一個llT出區(qū)9。
激光器1的下一個變型例(參見圖4)與圖1~圖3所示變型 例的不同之處在于，每個方文大區(qū)8都由平4亍i殳置的10個(圖4中 為3個)條狀放大子區(qū)17組成，其中，每個條狀放大子區(qū)17都具 有10 pm的寬度，并且每個都具有5 pm寬度的橫向約束區(qū)10被置 于它們之間，其中填充有噴涂的電介質(zhì)ZnSe直至適當(dāng)?shù)淖罴押穸取?在條狀子區(qū)17和橫向約束區(qū)10上涂覆金屬化層13(圖4中未示出)。
激光器1的下一個變型例(參見圖5)與圖1~圖3所示變型 例的不同之處在于，在每個輸出區(qū)9的中間，沿整個長度利用通過 電流沿等于20010 pm的〗敫光器1的總長度連4妄;故大區(qū)8的相應(yīng)金 屬化層13 (圖5中未示出，在放大區(qū)8和18上以及在輸出區(qū)9上) 形成條狀的附加放大區(qū)18。由此，所引入的附加生成區(qū)的寬度等于 4 fam。
所提出的激光器1 (參見圖6~圖8)與圖1~圖3所示激光器 1的變型例的不同之處在于，在與發(fā)射輸出側(cè)相對的側(cè)面上去除襯 底2,并且以實現(xiàn)異質(zhì)結(jié)構(gòu)中發(fā)射的部分限制的方式來選4奪約束層 6和7的厚度和組分。此外，包i舌4艮子層的相應(yīng)金屬化層13和19 連接至約束層6和7的外表面。所述層13和19包括具有等于98 %的發(fā)射反射系數(shù)的銀層。在與發(fā)射輸出側(cè)相對的側(cè)面上，激光器 1連接至CuW的導(dǎo)電板20,并與其一起被置于銅散熱基部上(圖 中未示出)。除此之外，將相應(yīng)的金屬化層21連接至輸出區(qū)9的漏 入層14。通過將金屬化層21擴展(通過漏入層14的水平面(level)) 至激光器1的一個橫向側(cè)面(輸出區(qū)9的擴展自發(fā)接觸)來使所有 車lr出區(qū)9的電纟危連4妄。激光器1的下一個變型例與前一個變型例的不同之處在于上述
金屬化層13和19直4妻連4妻至波導(dǎo)層4和5。
所提出的激光器1 (參見圖9)與圖1 ~圖3所示激光器1的變 型例的不同之處在于，使沿縱向放大軸限制輸出區(qū)9的輸出面16
相對于放大區(qū)8的外表面傾斜，此外，角(Xi與角012絕對值相等且
等于100°。在這種情況下，輸出區(qū)9在其縱向截面中具有梯形的形 狀。為了提高激光器1的效率，在輸出區(qū)9的輸出面16上涂覆抗 反射光學(xué)涂層(圖中未示出)。將輸出區(qū)9中的漏入層14的厚度選 擇為等于2.0jim。在該變型例中，每條激光束都小于直角地入射到 傾斜面16上并直接從激光器1出射。
下面的變型例與前一個變型例的不同之處在于，在flr出面16 上涂覆具有99%的反射系數(shù)的光學(xué)涂層(圖中未示出)，來自該輸 出面的輸出發(fā)射被導(dǎo)向所選方向之一 (兩個中的一個)。
激光器1的下一個變型例(參見圖10)與圖9所示激光器1 的變型例的不同之處在于，以傾在牛的形狀構(gòu)成l俞出面16，并且角ai 與角(X2絕對值相等且等于50°。在這種情況下，輸出區(qū)9在縱向截 面中具有翻轉(zhuǎn)梯形的形狀。輸出區(qū)9的厚度等于2.2pm。在該變型 例中，輸出發(fā)射經(jīng)受傾斜輸出面16的全內(nèi)反射，改變其方向，并 通過直接入射到漏入層14而沿其外表面的邊緣出射。
激光器1的下一個變型例(參見圖11 )與前一個變型例的不同 之處在于，以傾斜的形狀構(gòu)成輸出面16，并且角0^與角Ot2絕對值 相等且等于140°。在這種情況下，輸出區(qū)9在縱向截面中具有梯形 的形狀，并且輸出區(qū)9的厚度被選擇為等于1.7 pm。在該變型例中， 輸出泄漏發(fā)射經(jīng)受傾斜輸出面16的全內(nèi)反射，改變其方向，并通 過直接入射到對于發(fā)射為透射的襯底2上而穿過襯底2。代替發(fā)射 輸出，抗反射光學(xué)涂層一皮涂覆在襯底上。工業(yè)應(yīng)用寸生
注入式激光器用于為固態(tài)和光纖激光器和》欠大器充能(pump )， 以及用在醫(yī)療設(shè)備、激光4支術(shù)設(shè)備、具有所產(chǎn)生發(fā)射的雙倍頻率的 激光器中，以及還用作在波長的特定范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的高效高功率 固態(tài)發(fā)射源，包括用于照明的白光發(fā)射器。
權(quán)利要求
1.一種注入式激光器，包括激光器異質(zhì)結(jié)構(gòu)，所述激光器異質(zhì)結(jié)構(gòu)包括由至少一個子層組成的至少一個有源層及邊緣面、縱向放大軸、光學(xué)共振器、由至少一個子層組成的金屬化層，其中，在所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，在所述縱向放大軸的方向上放置至少一個序列，所述序列包括交替的由至少一個子區(qū)組成的至少一個放大區(qū)和由至少一個子區(qū)組成的至少一個輸出區(qū)，在所述輸出區(qū)和所述激光器異質(zhì)結(jié)構(gòu)的多個層中，存在高于所述放大區(qū)并由至少一個子層組成的用于發(fā)射漏入的半導(dǎo)體層，通過相應(yīng)地相對于所述放大區(qū)的外表面以一定的線性傾斜角α1和α2設(shè)置的所述輸出面在所述縱向放大軸的方向上的每個所述輸出區(qū)的相對側(cè)上限制每個所述輸出區(qū)，以及所述漏入層的折射率nIN與其中包括有所述漏入層的所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)的有效折射率neff之比等于大于1的數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的注入式激光器，其中，在兩個邊緣面上， 存在具有近似等于1的反射系數(shù)的所述光學(xué)共振器的反射器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的注入式激光器，其中，在發(fā)射輸出側(cè)上 的所述》文大區(qū)中的所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，存在通過在上述側(cè)上的所 述放大區(qū)中實現(xiàn)所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)中發(fā)射的部分限制的組分和厚 度值而實現(xiàn)的所述多個層，在所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)表面的所述側(cè)面上 放置具有高發(fā)射反射系數(shù)的金屬化子層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的注入式激光器，其中，相應(yīng)的金屬化層 被置于所述漏入層的外表面上的輸出區(qū)中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的注入式激光器，其中，所述反射器被置 于一個所述邊緣面上，所述反射器的尺寸允許反射指向其的所有激光束。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的注入式激光器，其中，在與所述發(fā)射輸 出側(cè)相對的側(cè)面上的i文大區(qū)中的所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，存在通過在 上述側(cè)面上的放大區(qū)中實現(xiàn)所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)中發(fā)射的部分限制 的組分和厚度值而實現(xiàn)的所述多個層，在所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)表面上 的所述側(cè)面上放置具有高發(fā)射反射系數(shù)的金屬化子層。
7. 才艮據(jù);K利要求1所述的注入式激光器，其中，所述方文大區(qū)由至 少兩個條狀》文大子區(qū)組成，所述條4犬方欠大子區(qū)沿所述》人向方文大 軸設(shè)置，而它們之間的間隔由具有低于所述放大子區(qū)中的所述 異質(zhì)結(jié)構(gòu)的有效折射系數(shù)的折射系數(shù)的相應(yīng)物質(zhì)來填充。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的注入式激光器，其中，所述線性角ai 和a2絕對值相等并等于(兀/2)，而所述輸出區(qū)中的所述漏入 層具有大于所述輸出區(qū)的長度與從所述有源層泄漏到所述漏 入層中的發(fā)射的角cp的正切乘積的厚度，其中，所述角cp等 于neff與nIN之比的反余《玄。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的注入式激光器，其中，所述線性角ai 和(X2絕對值相等并等于(兀/2) + (cp)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的注入式激光器，其中，所述線性角on 和012絕對<直相等并等于(兀/4) + (cp/2)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的注入式激光器，其中，所述線性角ai 和oi2絕對值相等并等于(3兀/4) - (cp/2)。
全文摘要
注入式激光器用于為用于制造醫(yī)療裝置、激光產(chǎn)生設(shè)備、產(chǎn)生雙倍頻率輻射的激光器的固態(tài)和光纖激光器和放大器充能，并具有用在給定波段中的高效通用的固態(tài)放射源的形式，包括用于照明的白光發(fā)射器。本發(fā)明還涉及超大功率的高效且可靠的注入式表面發(fā)射激光器，其以多條輸出光束形式輻射，其特征在于，用于通過其外表面發(fā)射輻射的新穎且有效的方法。
文檔編號H01S5/00GK101233658SQ200680027590
公開日2008年7月30日 申請日期2006年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月5日
發(fā)明者法西利·艾凡諾維奇·夏維金 申請人:通用納米光學(xué)有限公司