專利名稱：透過(guò)式兼輸出鏡的半導(dǎo)體可飽和吸收鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于1060nm附近波長(zhǎng)固體激光器被動(dòng)鎖模用半導(dǎo)體可飽和吸收鏡，特別是指一種透過(guò)式兼輸出鏡的半導(dǎo)體可飽和吸收鏡。
背景技術(shù)：
近年來(lái)超短脈沖激光技術(shù)得到迅速的發(fā)展，帶動(dòng)了超短脈沖激光(皮秒、飛秒)在物理、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展，促進(jìn)了上述學(xué)科的變革。自1992年起，以瑞士聯(lián)邦工業(yè)學(xué)院的凱勒等人為主，國(guó)際上掀起了研制半導(dǎo)體可飽和吸收鏡的熱潮。這種被動(dòng)鎖模吸收體采用MOCVD或MBE方法生長(zhǎng)非飽和光吸收區(qū)和載流子馳豫區(qū)(通常兩者是合二為一的)，在襯底和吸收區(qū)之間生長(zhǎng)布拉格反射鏡。吸收區(qū)和布拉格反射鏡的光學(xué)長(zhǎng)鍍?yōu)榉捶ú祭?帕羅腔(即往返光程為波長(zhǎng)的半整數(shù)倍，以減少色散)。通過(guò)改變吸收區(qū)(載流子馳豫區(qū))的生長(zhǎng)溫度來(lái)控制飽和恢復(fù)時(shí)間；通過(guò)改變吸收區(qū)的厚度來(lái)改變調(diào)制深鍍。人們用這樣的器件實(shí)現(xiàn)了許多波長(zhǎng)區(qū)域固體激光器的被動(dòng)鎖模。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種透過(guò)式兼輸出鏡的半導(dǎo)體可飽和吸收鏡，其可由于固體激光器的被動(dòng)鎖模，實(shí)現(xiàn)超短脈沖激光的輸出。
本發(fā)明提出了一種新型的透過(guò)式兼輸出鏡的1060nm波長(zhǎng)附近固體激光器被動(dòng)鎖模用的半導(dǎo)體可飽和吸收鏡。與傳統(tǒng)方法相比，除了緩沖層外，它只需要生長(zhǎng)三層半導(dǎo)體材料，厚度只有幾十納米，而傳統(tǒng)的方法需要生長(zhǎng)幾十層半導(dǎo)體材料，厚度達(dá)到幾個(gè)微米，大大節(jié)省了材料生長(zhǎng)費(fèi)用。這種新方法也未考慮采用反法布里-帕羅腔結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)于皮秒量級(jí)的鎖模來(lái)說(shuō)，非反法布里-帕羅腔結(jié)構(gòu)所增加的色散并未使得脈沖寬鍍?cè)黾佣嗌佟７捶ú祭?帕羅腔結(jié)構(gòu)只是在飛秒量級(jí)的鎖模中才是必須的。為了作為輸出鏡，這種結(jié)構(gòu)的吸收體的襯底面減薄拋光后鍍高反膜；為了防止法布里-帕羅效應(yīng)帶來(lái)的脈沖展寬，外延面(迎光面)鍍?cè)鐾改?。高反膜和增透膜都采用介質(zhì)材料，后者的光損傷閾值要比半導(dǎo)體材料高得多。
本發(fā)明1、一種透過(guò)式兼輸出鏡的半導(dǎo)體可飽和吸收鏡，其特征在于，其中包括一半絕緣襯底；在半絕緣襯底的下面鍍有高反膜；一緩沖層，該緩沖層制作在半絕緣襯底上；一吸收區(qū)，該吸收區(qū)制作在緩沖層上；一增透膜，該增透膜鍍?cè)谖諈^(qū)上。
其中吸收區(qū)包括一下壘區(qū)
一阱區(qū)，該阱區(qū)制作在下壘區(qū)上；一上壘區(qū)，該上壘區(qū)制作在阱區(qū)上。
其中下壘區(qū)、上壘區(qū)為砷化鎵材料。
其中阱區(qū)為砷化鎵銦材料。
其中緩沖層的厚度為200nm～500nm。
其中下壘區(qū)、上壘區(qū)的厚度為20nm～30nm。
其中阱區(qū)采用低溫生長(zhǎng)，生長(zhǎng)溫度為550℃，厚度在8nm～15nm。
其中該襯底進(jìn)行減薄，減薄到100μm～200μm。


為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說(shuō)明如后，其中圖1是本發(fā)明的材料生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的具體實(shí)施應(yīng)用圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明一種透過(guò)式兼輸出鏡的半導(dǎo)體可飽和吸收鏡，其中包括一半絕緣襯底12；在半絕緣襯底12的下面鍍有高反膜11，該半絕緣襯底12進(jìn)行減薄，減薄到100μm～200μm；一緩沖層13，該緩沖層13制作在半絕緣襯底12上，該緩沖層13的厚度為200nm～500nm；一吸收區(qū)20，該吸收區(qū)20制作在緩沖層13上；一增透膜17，該增透膜17鍍?cè)谖諈^(qū)20上。
其中吸收區(qū)20包括一下壘區(qū)14，該下壘區(qū)14為砷化鎵材料，該下壘區(qū)14的厚度為20nm～30nm；一阱區(qū)15，該阱區(qū)15制作在下壘區(qū)14上，該阱區(qū)15采用低溫生長(zhǎng)，生長(zhǎng)溫度為550℃，厚度在8nm～15nm；一上壘區(qū)16，該上壘區(qū)16為砷化鎵材料，該上壘區(qū)16制作在阱區(qū)15上，該上壘區(qū)16的厚度為20nm～30nm，該中阱區(qū)15為砷化鎵銦材料。
實(shí)施例本發(fā)明透過(guò)式兼輸出鏡的半導(dǎo)體可飽和吸收鏡適合于一般的1060nm附近波長(zhǎng)的固體激光器被動(dòng)鎖模腔結(jié)構(gòu)，對(duì)于圖2所示的直腔結(jié)構(gòu)尤其適用。
本實(shí)施例的Nd:YAG激光器被動(dòng)鎖模激光器包括808nm半導(dǎo)體泵源1，Nd:YAG激光晶體左測(cè)鍍808nm高透過(guò)率，1060nm高反射率膜層2，Nd:YAG激光晶體3，聚焦透鏡4，半導(dǎo)體可飽和吸收鏡5，激光輸出方向6。1060nm高反射率膜層2和半導(dǎo)體可飽和吸收鏡5構(gòu)成激光諧振腔的兩個(gè)端鏡。半導(dǎo)體可飽和吸收鏡5的增透膜方向迎向激光晶體，高反膜迎向激光輸出方向6。聚焦透鏡4將光束聚焦在半導(dǎo)體可飽和吸收鏡上，光斑直徑在幾十微米，以達(dá)到半導(dǎo)體可飽和吸收鏡鎖模所需要的功率密鍍閾值。
權(quán)利要求
1.一種透過(guò)式兼輸出鏡的半導(dǎo)體可飽和吸收鏡，其特征在于，其中包括一半絕緣襯底；在半絕緣襯底的下面鍍有高反膜；一緩沖層，該緩沖層制作在半絕緣襯底上；一吸收區(qū)，該吸收區(qū)制作在緩沖層上；一增透膜，該增透膜鍍?cè)谖諈^(qū)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透過(guò)式兼輸出鏡的半導(dǎo)體可飽和吸收鏡，其特征在于，其中吸收區(qū)包括一下壘區(qū)；一阱區(qū)，該阱區(qū)制作在下壘區(qū)上；一上壘區(qū)，該上壘區(qū)制作在阱區(qū)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透過(guò)式兼輸出鏡的半導(dǎo)體可飽和吸收鏡，其特征在于，其中下壘區(qū)、上壘區(qū)為砷化鎵材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透過(guò)式兼輸出鏡的半導(dǎo)體可飽和吸收鏡，其特征在于，其中阱區(qū)為砷化鎵銦材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透過(guò)式兼輸出鏡的半導(dǎo)體可飽和吸收鏡，其特征在于，其中緩沖層的厚度為200nm～500nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透過(guò)式兼輸出鏡的半導(dǎo)體可飽和吸收鏡，其特征在于，其中下壘區(qū)、上壘區(qū)的厚度為20nm～30nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透過(guò)式兼輸出鏡的半導(dǎo)體可飽和吸收鏡，其特征在于，其中阱區(qū)采用低溫生長(zhǎng)，生長(zhǎng)溫度為550℃，厚度在8nm～15nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透過(guò)式兼輸出鏡的半導(dǎo)體可飽和吸收鏡，其特征在于，其中該襯底進(jìn)行減薄，減薄到100μm～200μm。
全文摘要
一種透過(guò)式兼輸出鏡的半導(dǎo)體可飽和吸收鏡，其特征在于，其中包括一半絕緣襯底；在半絕緣襯底的下面鍍有高反膜；一緩沖層，該緩沖層制作在半絕緣襯底上；一吸收區(qū)，該吸收區(qū)制作在緩沖層上；一增透膜，該增透膜鍍?cè)谖諈^(qū)上。本發(fā)明可由于固體激光器的被動(dòng)鎖模，實(shí)現(xiàn)超短脈沖激光的輸出。
文檔編號(hào)H01S3/098GK1705174SQ20041004606
公開(kāi)日2005年12月7日 申請(qǐng)日期2004年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月3日
發(fā)明者王勇剛, 馬驍宇 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所