一种半导体激光器以及制作方法以及设备技术

本发明专利技术公开了一种半导体激光器以及制作方法以及设备，该半导体激光器包括：衬底；设置在衬底一侧的N面波导层；设置在衬底一侧且背离N面波导层的N面电极；设置在N面波导层一侧且背离衬底的发光区；设置在发光区一侧且背离N面波导层的P面波导层；设置在P面波导层一侧且背离发光区的P面盖层；设置在P面盖层一侧且背离P面波导层的P面电极；设置在P面盖层上且内嵌至P面电极中的电流阻挡层；其中，电流阻挡层将P面电极划分为多个电流注入区域，且电流注入区域的大小由P面电极的中间至两端逐步减小。该半导体激光器具备高输出功率以及高光束质量的特点。

A semiconductor laser and its manufacturing method and equipment

The invention discloses a semiconductor laser and manufacturing method and device, the semiconductor laser includes a substrate; setting plane waveguide layer on a substrate side of the N; N surface electrode on the substrate side and deviate from the N plane waveguide layer set; set in the N plane waveguide layer side and the light emitting zones deviate from the substrate surface; P the waveguide layer in light-emitting area on one side and deviate from the N plane waveguide layer arranged on the surface; P waveguide layer side and away from a light emitting region P cover layer; P surface electrode is arranged on the P cover layer side and deviate from the P plane waveguide layer; set in the P cover layer and the current embedded to P electrode surface the barrier layer; wherein, the current blocking layer P surface electrodes are divided into a plurality of current injection region and current injection region size by P surface electrodes at both ends of intermediate to gradually reduce. The semiconductor laser has the characteristics of high output power and high beam quality.

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器以及制作方法以及设备
本专利技术涉及光电子
，更具体地说，尤其涉及一种半导体激光器以及制作方法以及设备。
技术介绍
半导体激光器(LaserDiode，简称：LD)具备极小的芯片尺寸、很高的电光转换效率以及输出功率，在固体激光泵浦、激光加工、激光医疗以及激光雷达等领域应用极其广泛。对于固体激光泵浦以及激光加工等领域需要半导体激光器模块具备上千瓦甚至万瓦级功率的要求，因此需要对多个半导体激光器单元进行光束合束后耦合至光纤中形成一束激光，进而也就需要半导体激光器单元具有高的光束质量以提高耦合效率，并且为了减小半导体激光器成本需保证每个半导体激光器单元具有高的输出功率。对于激光雷达等领域同样需要半导体激光器具有高的输出功率和均匀的输出光斑，而良好的光束质量是实现均匀光斑的前提。现有技术中半导体激光器的发光区结构为数十μm乃至数百μm宽的条型结构，进而导致半导体激光器宽度方向上将会存在激光的基模与高阶模式的共同激射。当半导体激光器的基模具有高斯状的光场分布时，是最为理想的出光模式；当输出激光中出现很高的高阶模式激射时或高阶模式激射高于基模激射时，则会出现出光光斑不均匀的问题，进而使激光光束质量大大降低。而现有技术中通过降低发光区域的宽度以实现高阶模式的过滤，但是这种技术手段在一定程度上降低了半导体激光器的输出功率。那么如何提供一种高输出功率以及高光束质量的半导体激光器，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种半导体激光器以及制作方法以及设备，该半导体激光器解决了现有技术中存在的问题，具备高输出功率以及高光束质量的特点。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种半导体激光器，所述半导体激光器包括：衬底；设置在所述衬底一侧的N面波导层；设置在所述衬底一侧且背离所述N面波导层的N面电极；设置在所述N面波导层一侧且背离所述衬底的发光区；设置在所述发光区一侧且背离所述N面波导层的P面波导层；设置在所述P面波导层一侧且背离所述发光区的P面盖层；设置在所述P面盖层一侧且背离所述P面波导层的P面电极；设置在所述P面盖层上且内嵌至所述P面电极中的电流阻挡层；其中，所述电流阻挡层将所述P面电极划分为多个电流注入区域，且所述电流注入区域的大小由所述P面电极的中间至两端逐步减小。优选的，在上述半导体激光器中，所述P面电极与所述P面盖层之间电连接。优选的，在上述半导体激光器中，所述N面电极与所述衬底之间电连接。优选的，在上述半导体激光器中，所述电流阻挡层的材料为绝缘材料。本专利技术还提供了一种半导体激光器的制作方法，用于制作上述任一项所述的半导体激光器，所述制作方法包括：提供一衬底；在所述衬底一侧形成N面波导层；在所述衬底一侧且背离所述N面波导层上形成N面电极；在所述N面波导层一侧且背离所述衬底上形成发光区；在所述发光区一侧且背离所述N面波导层上形成P面波导层；在所述P面波导层一侧且背离所述发光区上形成P面盖层；在所述P面盖层一侧且背离所述P面波导层上形成P面电极；在所述P面盖层上形成电流阻挡层，且所述电流阻挡层内嵌至所述P面电极中；其中，所述电流阻挡层将所述P面电极划分为多个电流注入区域，且所述电流注入区域的大小由所述P面电极的中间至两端逐步减小。优选的，在上述制作方法中，所述在所述P面盖层上形成电流阻挡层，且所述电流阻挡层内嵌至所述P面电极中包括：在所述P面盖层上沉积绝缘材料层；在所述绝缘材料层上制备有机物光刻胶掩膜层；通过曝光处理形成预设图案；对曝光出的绝缘材料层进行刻蚀处理，直至所述P面盖层；去除剩余的有机物光刻胶掩膜层，形成所述电流阻挡层；在所述电流阻挡层上蒸镀电极金属，形成所述P面电极，以使所述电流阻挡层内嵌至所述P面电极中。本专利技术还提供了一种设备，所述设备包括：上述任一项所述的半导体激光器。通过上述描述可知，本专利技术提供的一种半导体激光器通过新型的分区注入电流的电极结构，也就是说，通过电流阻挡层将P面电极划分为多个电流注入区域，并将电流注入区域的大小由中间至两端逐步减小，实现了注入电流在条宽方向上的类高斯形状分布；而这种分布形式与基模的分布形式极其吻合，且类高斯分布与高阶模式的分布存在很大的差异，进而实现了在保证基模分布具有高斯状的光场分布的前提下，有效抑制高阶模式所能够获取的光增益，最终使得基模光与高阶模式的光在模式竞争作用下胜出，实现半导体激光器的基模光输出，从根本上解决了高阶模式激射的源头，有效提升输出激光的光束质量。相比较现有技术而言，本专利技术提供的半导体激光器并未缩减半导体激光器发光区的尺寸，进而保证半导体激光器的输出功率不受影响，同时达到了高功率以及高光束质量的目标。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种半导体激光器的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种半导体激光器的截面结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种半导体激光器注入电流分布以及基模光场强度分布以及高阶模光场强度分布的示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种半导体激光器的制作方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参考图1，图1为本专利技术实施例提供的一种半导体激光器的结构示意图；参考图2，图2为本专利技术实施例提供的一种半导体激光器的截面结构示意图。所述半导体激光器包括：衬底17；设置在所述衬底17一侧的N面波导层16；设置在所述衬底17一侧且背离所述N面波导层16的N面电极18；设置在所述N面波导层16一侧且背离所述衬底17的发光区15；设置在所述发光区15一侧且背离所述N面波导层16的P面波导层14；设置在所述P面波导层14一侧且背离所述发光区15的P面盖层13；设置在所述P面盖层13一侧且背离所述P面波导层14的P面电极11；设置在所述P面盖层13上且内嵌至所述P面电极11中的电流阻挡层12；其中，所述电流阻挡层12将所述P面电极11划分为多个电流注入区域，如图1以及图2中1a、1b以及1c所示，且所述电流注入区域的大小由中间至两端逐步减小，也就是说，1a＞1b＞1c。需要说明的是，图1以及图2中仅仅以举例的形式说明所述电流注入区域，对其区域的数量并不作限定。具体的，所述P面电极11与所述P面盖层13之间电连接；所述N面电极18与所述衬底17之间电连接。其中，所述电流阻挡层12的材料为绝缘材料，以使所述P面电极11划分为多个电流注入区域，并且每个电流注入区域的宽度均有所不同，如上述所述，电流注入区域的大小由P面电极11的中间至两端逐步减小，通过控制各个电流注入区的宽度差异实现对半导体激光器内部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器包括：衬底；设置在所述衬底一侧的N面波导层；设置在所述衬底一侧且背离所述N面波导层的N面电极；设置在所述N面波导层一侧且背离所述衬底的发光区；设置在所述发光区一侧且背离所述N面波导层的P面波导层；设置在所述P面波导层一侧且背离所述发光区的P面盖层；设置在所述P面盖层一侧且背离所述P面波导层的P面电极；设置在所述P面盖层上且内嵌至所述P面电极中的电流阻挡层；其中，所述电流阻挡层将所述P面电极划分为多个电流注入区域，且所述电流注入区域的大小由所述P面电极的中间至两端逐步减小。

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器包括：衬底；设置在所述衬底一侧的N面波导层；设置在所述衬底一侧且背离所述N面波导层的N面电极；设置在所述N面波导层一侧且背离所述衬底的发光区；设置在所述发光区一侧且背离所述N面波导层的P面波导层；设置在所述P面波导层一侧且背离所述发光区的P面盖层；设置在所述P面盖层一侧且背离所述P面波导层的P面电极；设置在所述P面盖层上且内嵌至所述P面电极中的电流阻挡层；其中，所述电流阻挡层将所述P面电极划分为多个电流注入区域，且所述电流注入区域的大小由所述P面电极的中间至两端逐步减小。2.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述P面电极与所述P面盖层之间电连接。3.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述N面电极与所述衬底之间电连接。4.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述电流阻挡层的材料为绝缘材料。5.一种半导体激光器的制作方法，其特征在于，用于制作上述如权利要求1-4任一项所述的半导体激光器，所述制作方法包括：提供一衬底；在所述衬底一侧形成N面波导层；在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建伟，宁永强，张星，贾鹏，秦莉，王立军，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22