一種具有共振腔的線偏振出光激光二極管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光電子器件領(lǐng)域，涉及一種線偏振出光激光二極管，具體涉及一種具有共振腔的線偏振出光激光二極管。
【背景技術(shù)】
[0002]GaN基LED作為新一代的固態(tài)照明光源，具有功耗低、壽命長(zhǎng)、發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)，在照明和顯示方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。將LED外延片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，增加共振腔和光柵后就能實(shí)現(xiàn)偏振激光的出射。偏振出光的LD是一個(gè)很有應(yīng)用前景的研究方向，具有重要的研究意義和潛在的應(yīng)用價(jià)值。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，激光針灸已經(jīng)在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用，而普通激光注入皮膚組織后散射損失大，穿透能力弱，降低了激光的使用效率，而偏振激光恰好能解決這一問(wèn)題。另外，在激光醫(yī)學(xué)的診斷和治療中，會(huì)根據(jù)正常組織和病變組織(腫瘤)的光學(xué)特性的差異，利用偏振激光入射，然后根據(jù)散射光解偏度的差異，來(lái)獲得病變組織較好的對(duì)比度，但現(xiàn)有的GaN基LED產(chǎn)生的偏振激光的消光比較低，并且偏振激光的半峰寬較寬，因此嚴(yán)重的影響了偏振發(fā)光器件的發(fā)光效率和偏振特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種具有共振腔的線偏振出光激光二極管，該二極管具有優(yōu)異的發(fā)光效率及偏振特性。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的具有共振腔的線偏振出光激光二極管包括GaN基的LED芯片以及分別設(shè)于GaN基的LED芯片上部及下部的反射鏡及若干條形光柵，各條形光柵從左到右依次分布，且各條形光柵之間平行設(shè)置。
[0005]所述GaN基的LED芯片為水平結(jié)構(gòu)。
[0006]所述反射鏡與GaN基的LED芯片中的P電極均位于GaN基的LED芯片中ITO層的上表面上；
[0007]所述條形光柵位于GaN基的LED芯片中藍(lán)寶石襯底的下表面上。
[0008]所述GaN基的LED芯片為倒裝結(jié)構(gòu)。
[0009]所述反射鏡位于GaN基的LED芯片中藍(lán)寶石襯底的上表面；
[0010]所述條形光柵與GaN基的LED芯片中的P電極均位于GaN基的LED芯片中ITO層的下表面上。
[0011]所述反射鏡為DBR反射鏡。
[0012]相鄰兩個(gè)條形光柵左側(cè)面之間的間距為100nm-600nm，相鄰兩個(gè)條形光柵之間的間距為 20nm-480nm。
[0013]各條形光柵的高度均為50nm-500nmo
[0014]所述條形光柵由Al材料或Ag材料制作而成。
[0015]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016]本發(fā)明所述的具有共振腔的線偏振出光激光二極管在工作時(shí)，由于GaN基的LED芯片的上部及下部分別設(shè)有反射鏡和若干條形光柵，從而使條形光柵和反射鏡之間形成共振腔，當(dāng)給GaN基的LED芯片中的η電極和ρ電極加上電壓時(shí)，電子被注入到GaN基的LED芯片的量子講中，在量子講中，電子和空穴復(fù)合并發(fā)出光子，從而形成TE模式偏振光和TM模式偏振光，條形光柵對(duì)TE模式偏振光具有較高的反射率，條形光柵對(duì)TM模式偏振光具有很高的透過(guò)率，TM模式偏振光會(huì)經(jīng)過(guò)條形光柵射出或經(jīng)反射鏡反射再經(jīng)條形光柵射出，不能形成共振；而對(duì)于TE模式偏振光，其會(huì)被條形光柵和反射鏡來(lái)回反射，最終產(chǎn)生激光發(fā)射出去，從而有效的提高偏振光的消光比，達(dá)到使GaN基的LED芯片中量子阱發(fā)出的無(wú)偏振的光經(jīng)條形光柵后得到高度偏振的偏振光出射，極大的提高偏振光的的出光效率及波長(zhǎng)的單一性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的光學(xué)偏振特性。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明中GaN基的LED芯片為水平結(jié)構(gòu)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明中GaN基的LED芯片為倒裝結(jié)構(gòu)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]其中，I為藍(lán)寶石襯底、2為U-GaN緩沖層、3為n_GaN、4為量子阱、5為p_GaN、6為ITO層、7為P電極、8為η電極、9為條形光柵、10為反射鏡、11為金屬粘和層、12為金屬襯底。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0021]本發(fā)明所述的具有共振腔的線偏振出光激光二極管包括GaN基的LED芯片以及分別設(shè)于GaN基的LED芯片上部及下部的反射鏡10及若干條形光柵9，各條形光柵9從左到右依次分布，且各條形光柵9之間平行設(shè)置。
[0022]參考圖1，當(dāng)所述GaN基的LED芯片為水平結(jié)構(gòu)時(shí)，反射鏡10與GaN基的LED芯片中的P電極7均位于GaN基的LED芯片中ITO層6的上表面上；條形光柵9位于GaN基的LED芯片中藍(lán)寶石襯底I的下表面上。
[0023]參考圖2，當(dāng)所述GaN基的LED芯片為倒裝結(jié)構(gòu)時(shí)，反射鏡10位于GaN基的LED芯片中藍(lán)寶石襯底I的上表面；條形光柵9與GaN基的LED芯片中的P電極7均位于GaN基的LED芯片中ITO層6的下表面上。
[0024]需要說(shuō)明的是，所述反射鏡10為DBR反射鏡；相鄰兩個(gè)條形光柵9側(cè)面之間的間距為100nm-600nm，相鄰兩個(gè)條形光柵9之間的間距為20nm-480nm ;各條形光柵9的高度均為50nm-500nm ;條形光柵9由Al材料或Ag材料制作而成。
[0025]實(shí)施例一
[0026]參考圖1，水平結(jié)構(gòu)的GaN基的LED芯片由藍(lán)寶石襯底1、U-GaN緩沖層2、n_GaN3、η電極8、量子阱4、p-GaN5、ITO層6及ρ電極7，在制作過(guò)程中，通過(guò)納米壓印或激光干涉的方法做出條形光柵9圖形，然后利用光子束蒸鍍沉積金屬Ag去除掩膜后形成條形光柵9 ;在p-GaN5上濺射ITO層6作為電流擴(kuò)展層，然后采用濺射的方法在ITO層6上做出反射鏡10，再用干法刻蝕，露出n-GaN3,最后做上電極即可。
[0027]實(shí)施例二
[0028]參考圖2，倒裝結(jié)構(gòu)的GaN基的LED芯片包括金屬襯底12鍵合層、金屬粘和層Il、p電極7、11'0層6、？-6&肥、量子阱4、11-6&吧、11電極8、u-GaN緩沖層2及藍(lán)寶石襯底1，與制作過(guò)程與實(shí)施例一的區(qū)別在于:將反射鏡10做在藍(lán)寶石襯底I上，將條形光柵做在了 ITO層6上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有共振腔的線偏振出光激光二極管，其特征在于，包括GaN基的LED芯片以及分別設(shè)于GaN基的LED芯片上部及下部的反射鏡(10)及若干條形光柵(9)，各條形光柵(9)從左到右依次分布，且各條形光柵(9)之間平行設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有共振腔的線偏振出光激光二極管，其特征在于，所述GaN基的LED芯片為水平結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有共振腔的線偏振出光激光二極管，其特征在于， 所述反射鏡(10)與GaN基的LED芯片中的P電極(7)均位于GaN基的LED芯片中ITO層(6)的上表面上； 所述條形光柵(9)位于GaN基的LED芯片中藍(lán)寶石襯底(I)的下表面上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有共振腔的線偏振出光激光二極管，其特征在于，所述GaN基的LED芯片為倒裝結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有共振腔的線偏振出光激光二極管，其特征在于， 所述反射鏡(10)位于GaN基的LED芯片中藍(lán)寶石襯底(I)的上表面； 所述條形光柵(9)與GaN基的LED芯片中的P電極(7)均位于GaN基的LED芯片中ITO層(6)的下表面上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有共振腔的線偏振出光激光二極管，其特征在于，所述反射鏡(10)為DBR反射鏡。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有共振腔的線偏振出光激光二極管，其特征在于，相鄰兩個(gè)條形光柵(9)左側(cè)面之間的間距為100nm-600nm，相鄰兩個(gè)條形光柵(9)之間的間距為20nm_480nm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有共振腔的線偏振出光激光二極管，其特征在于，各條形光柵(9)的高度均為50nm-500nmo9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有共振腔的線偏振出光激光二極管，其特征在于，所述條形光柵(9)由Al材料或Ag材料制作而成。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有共振腔的線偏振出光激光二極管，包括GaN基的LED芯片以及分別設(shè)于GaN基的LED芯片上部及下部的反射鏡及若干條形光柵，各條形光柵從左到右依次分布，且各條形光柵之間平行設(shè)置。本發(fā)明具有優(yōu)異的發(fā)光效率及偏振特性。
【IPC分類(lèi)】H01S5/34, H01S5/068, H01S5/187
【公開(kāi)號(hào)】CN105006744
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510279605
【發(fā)明人】云峰, 熊瀚, 黃亞平
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年5月27日