中红外垂直腔激光器的制作方法

文档序号:20275070发布日期:2020-04-03 19:32阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种光泵浦垂直腔激光器(vcl),所述光泵浦垂直腔激光器在泵浦波长处用泵浦源进行光泵浦,并在发射波长处提供vcl发射,所述vcl包括:

第一反射镜(240);

第二反射镜(250);以及

周期性增益有源区;

其中,所述周期性增益有源区包括至少两个i型量子阱(210),所述i型量子阱包括铟、砷和锑,所述有源区还包括与所述i型量子阱相邻的势垒区(220)以及与所述势垒区相邻的覆层区(230),所述势垒区在所述泵浦波长处进行吸收,所述覆层区在所述泵浦波长处基本上是透明的。

2.根据权利要求1所述的vcl,其中,所述i型量子阱还包括镓。

3.根据权利要求1所述的vcl,其中,所述发射波长在大约3-5um的范围内。

4.根据权利要求1所述的vcl,其中,每个所述量子阱以大约1-2%范围内的应变被压缩应变。

5.根据权利要求1所述的vcl,其中,所述势垒区包括五元alingaassb。

6.根据权利要求1所述的vcl,其中,所述覆层区包括alassb。

7.根据权利要求1所述的vcl,其中,所述泵浦波长落入大约1.45-1.65um、大约1.7-2.1um以及大约0.95-1.15um的范围的列表中的一者。

8.根据权利要求1所述的vcl,其中,所述第一反射镜和所述第二反射镜中的至少一者包括al(x)ga(1-x)as,其中,0≤x≤1。

9.根据权利要求1所述的vcl,其特征在于,所述第一反射镜和所述第二反射镜两者都包括al(x)ga(1-x)as,其中,0≤x≤1。

10.根据权利要求1所述的vcl,其中,所述第一反射镜和所述第二反射镜中的至少一者包括镓和锑。

11.根据权利要求1所述的vcl,还包括处于所述第一反射镜和所述第二反射镜中的至少一者与所述有源区之间的晶片键合界面。

12.根据权利要求11所述的vcl,其中,所述晶片键合界面包括处于所述第一反射镜和所述第二反射镜中的至少一者与所述有源区之间的等离子体活化键合。

13.根据权利要求11所述的vcl,还包括在所述晶片键合界面处的至少一个界面氧化物层,所述界面氧化物层来自包括以下的组:al2o3、sio2、镓氧化物、砷氧化物、铟氧化物和锑氧化物。

14.根据权利要求11所述的vcsel,还包括在所述晶片键合界面处的有孔金属层。

15.根据权利要求1所述的vcl,包括至少六个i型量子阱。

16.根据权利要求1所述的vcl,包括多对量子阱,其中,所述多对量子阱中的每对量子阱被布置在唯一的驻波峰上。

17.根据权利要求16所述的vcl,确切地包括十个量子阱。

18.根据权利要求1所述的vcl,还包括用于调谐所述发射波长以在波长调谐范围上产生可调谐发射的机构(360、370、380、390)。

19.根据权利要求1所述的vcl,其中,所述第一反射镜和所述第二反射镜中的一者被从所述有源区分离。

20.根据权利要求1所述的vcl,其中,所述第一反射镜和所述第二反射镜中的一者与光纤集成一体。

21.根据权利要求18所述的vcl,其中,所述调谐机构包括热调谐。

22.根据权利要求21所述的vcl,其中,所述热调谐通过改变所述泵浦源的泵浦功率来实现。

23.根据权利要求18所述的vcl,其中,所述调谐机构包括mems调谐结构,所述mems调谐结构用于通过移动所述第一反射镜和所述第二反射镜中至少一者的位置来改变间隙的尺寸。

24.根据权利要求23所述的vcl,其中,所述间隙被抽空以形成真空间隙。

25.根据权利要求23所述的vcl,其中,所述第一反射镜是包括al(x)ga(1-x)as的固定反射镜,其中,0≤x≤1,所述第二反射镜是设置在柔性薄膜上、并与所述有源区隔开一间隙的沉积反射镜。

26.根据权利要求1所述的vcl,其中,所述vcl发射的近场光斑尺寸在所述发射波长的约2.5-7倍的范围内。

27.根据权利要求23所述的vcl,其中,所述调谐机构被设计为以模式列表中的一种运行,所述模式列表包括:固定位置、步进方式、连续扫描方式、以及具有重复率的重复扫描方式。

28.根据权利要求27所述的vcl,其中,所述重复率从固定的到超过1mhz的高重复率来运行。

29.一种光谱学系统,被配置为探测样品的光学性质,所述系统包括:

可调谐激光器,所述可调谐激光器发射可调谐发射,所述可调谐发射具有波长调谐范围内的第一波长相关性,所述可调谐发射与所述样品相互作用以产生变换的波长相关性;

光学检测器,所述光学检测器用于检测所述变换的波长相关性;以及

用于将所述变换的波长相关性转换为所述样品的性质的装置,其中,所述可调谐激光器是根据权利要求18所述的vcl。

30.根据权利要求29所述的系统,还包括用于确定所述性质的空间相关性的装置。

31.根据权利要求30所述的系统,其中,所述装置包括光束转向机构,所述光束转向机构用于移动所述可调谐发射。

32.根据权利要求29所述的系统,其中,所述样品是气体。

33.根据权利要求29所述的系统,其中,所述样品包括来自包括以下气体的组中的至少一种气体:甲烷、乙烷、氨、二氧化碳、水蒸气、hf蒸气、一氧化二氮、乙炔、羰基硫、二甲基硫、氰化氢、臭氧和一氧化碳。

34.根据权利要求29所述的系统,其中,所述性质是一种成分的浓度。

35.根据权利要求34所述的系统,其中,所述性质是气体浓度。

36.根据权利要求35所述的系统,还包括用于确定所述气体浓度的空间相关性的装置。

37.根据权利要求35所述的系统,还包括用于响应于所述气体浓度而切断气流的装置。

38.根据权利要求35所述的系统,还包括用于反馈到发动机燃烧系统以优化燃烧过程的装置。

39.根据权利要求29所述的系统,其中,所述样本存在于土木结构及其周围环境中,其中,所述土木结构为来自包括以下的组中的至少一者:航站楼、体育场、公园和大型公共空间。

40.一种垂直腔激光器(vcl),所述垂直腔激光器在泵浦波长处用泵浦光源进行光泵浦,所述vcl包括:

第一反射镜(240);

第二反射镜(250);以及

周期性增益有源区;

其中,所述周期性增益有源区包括至少两个i型量子阱(210),所述i型量子阱包括铟、砷和锑,所述有源区还包括与所述i型量子阱相邻的gasb势垒区(220)。

41.根据权利要求40所述的vcl,其中,所述泵浦波长大体上小于gasb的带隙波长。

42.根据权利要求40所述的vcl,其中,所述发射波长在大约3-5um的范围内。

43.一种光泵浦垂直腔激光器(vcl),所述光泵浦垂直腔激光器在泵浦波长处用泵浦光源进行光泵浦,并在发射波长处提供vcl发射,所述vcl包括:

第一反射镜(240);

第二反射镜(250);以及

周期性增益有源区;

其中,所述周期性增益有源区包括至少两个i型量子阱(210),所述i型量子阱(210)包括铟、砷和锑,并且所述第一反射镜和所述第二反射镜(240、250)中的至少一者包括gaas。

44.根据权利要求43所述的vcl,其中,所述发射波长在大约3-5um的范围内。

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