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【主权项】
1. 一种用于激光器件的谐振器，所述谐振器包括： 至少一个有源材料，所述至少一个有源材料用于放大与所述谐振器的光学增益相关联 的光；以及 一个或多个无源材料，所述一个或多个无源材料被设置成邻近所述至少一个有源材 料，其中所述谐振器在一个或多个光学模式中振荡，所述一个或多个光学模式中的每个对 应于特定空间能量分布和谐振频率，并且其中，基于所述一个或多个无源材料的特性，对于 对应于所述一个或多个光学模式中的至少一个光学模式的所述特定空间能量分布，光能的 优势部分远离所述有源材料进行分布。2. 根据权利要求1所述的激光谐振器，其中，所述一个或多个无源材料包括： 低损耗材料，所述低损耗材料用于存储远离所述有源材料分布的所述优势部分的光 能；以及 缓冲材料，所述缓冲材料被设置在所述低损耗材料和所述至少一个有源材料之间，所 述缓冲材料用于控制存储在所述低损耗材料中的光能与在所述有源材料中的光能的部分 的比率。3. 根据权利要求2所述的激光谐振器，其中，所述缓冲材料具有低折射率。4. 根据权利要求3所述的激光谐振器，其中，所述缓冲材料包括二氧化硅。5. 根据权利要求1所述的激光谐振器，其中，所述有源材料包括III-V族材料。6. 根据权利要求1所述的激光谐振器，其中，所述低损耗材料包括硅。7. 根据权利要求1所述的激光谐振器，其中，所述一个或多个无源材料中的至少一个 无源材料与所述至少一个有源材料键合，其中，所述一个或多个无源材料被设置在对应于 每个的一个或多个无源层中，并且其中所述至少一个有源材料包括晶片键合到所述一个或 多个无源层中的一个层的层。8. 根据权利要求1所述的激光谐振器，其中，所述低损耗无源材料配置有孔的基本上 线性图案，所配置的孔图案确定所述谐振器的振荡频率、输出速率和输出模式分布图，并阻 止从其进行的自发发射。9. 根据权利要求8所述的激光谐振器，其中，所配置的孔图案包括： 大约均匀尺寸的孔的阵列；以及 设置在大约均匀的孔阵列内的缺陷。10. 根据权利要求9所述的激光谐振器，其中，所述缺陷涉及所述大约均匀尺寸，所述 缺陷基本上设置在大约均匀的孔阵列的中央区域上、中或附近。11. 一种激光器件，所述激光器件包括： 半导体管芯；以及 激光谐振器，所述激光谐振器设置在所述半导体管芯上，所述激光谐振器为如权利要 求1至权利要求10中的一项或多项所述的激光谐振器。12. 根据权利要求11所述的激光器件，还包括散热器部件，所述散热器部件附接至所 述半导体管芯，并且被配置成利用其来从所述激光谐振器中除去在所述有源材料中产生的 热。13. 根据权利要求11所述的激光器件，还包括检测器部件，所述检测器部件附接至所 述半导体管芯，并且被配置成利用其来确定所述激光谐振器的输出特性，其中，确定输出特 性包括： 计算所述谐振器的输出的高频噪声谱；以及 抑制所述谐振器的输出的低频波动的测量。14. 一种用于发射激光的方法，所述方法包括： 放大与在光学谐振器的至少一个有源材料中的光学增益相关联的光；以及 在所述谐振器内分布空间能量，其中一个或多个无源材料被邻近所述至少一个有源材 料设置，其中所述谐振器在一个或多个光学模式中振荡，所述一个或多个光学模式中的每 个光学模式对应于特定空间能量分布和谐振频率，并且其中，基于所述一个或多个无源材 料的特性，对于对应于所述一个或多个光学模式中的至少一个模式的所述特定空间能量分 布，光能的优势部分远离所述有源材料进行分布。15. 根据权利要求14所述的用于发射激光的方法，其中，所述一个或多个无源材料包 括： 低损耗材料，所述低损耗材料用于存储远离所述有源材料分布的所述优势部分的光 能；以及 缓冲材料，所述缓冲材料设置在所述低损耗材料和所述至少一个有源材料之间，以用 于控制存储在所述低损耗材料中的光能与在所述有源材料中的光能的部分的比率。16. -种用于发射激光的系统，所述系统包括： 用于放大与在光学谐振器的至少一个有源材料中的光学增益相关联的光的装置；以及 用于在所述谐振器内分布空间能量的装置，其中邻近所述至少一个有源材料设置有一 个或多个无源材料，其中所述谐振器在一个或多个光学模式中振荡，所述一个或多个光学 模式中的每个光学模式对应于特定空间能量分布和谐振频率，并且其中，基于所述一个或 多个无源材料的特性，对于对应于所述一个或多个光学模式中的至少一个光学模式的所述 特定空间能量分布，光能的优势部分远离所述有源材料进行分布。17. 根据权利要求16所述的发射激光系统，其中，所述一个或多个无源材料包括： 低损耗材料，所述低损耗材料用于存储远离所述有源材料分布的所述优势部分的光 能；以及 缓冲材料，所述缓冲材料被设置在所述低损耗材料和所述至少一个有源材料之间，以 用于控制存储在所述低损耗材料中的光能与在所述有源材料中的光能的部分的比率。18. -种用于制造激光谐振器的方法，所述方法包括： 在半导体衬底上设置一个或多个无源材料；以及 邻近所述一个或多个无源材料设置至少一个有源材料，其中，在所述至少一个有源材 料中放大与所述激光谐振器的光学增益相关联的光，其中，空间能量分布在所述谐振器内， 其中所述一个或多个无源材料，其中所述谐振器在一个或多个光学模式中振荡，所述一个 或多个光学模式中的每个光学模式对应于特定空间能量分布和谐振频率，并且其中，基于 所述一个或多个无源材料的特性，对于对应于所述一个或多个光学模式中的至少一个光学 模式的所述特定空间能量分布，光能的优势部分远离所述有源材料进行分布。19. 根据权利要求18所述的用于制造激光谐振器的方法，其中，所述一个或多个无源 材料包括： 低损耗材料，所述低损耗材料用于存储远离所述有源材料分布的所述优势部分的光 能；以及 缓冲材料，所述缓冲材料被设置在所述低损耗材料和所述至少一个有源材料之间，以 用于控制存储在所述低损耗材料中的光能与在所述有源材料中的光能的部分的比率。20. -种通过工艺步骤制造的激光产品，所述工艺步骤包括根据权利要求18至权利要 求19中的一项或多项所述的方法，其中所述激光器件包括根据权利要求12至权利要求13 中的一项或多项所述的散热器部件或检测器部件中的一个或多个。
【专利摘要】激光谐振器包括放大与谐振器的光学增益相关联的光的有源材料，和邻近有源材料设置的无源材料。谐振器在一个或多个光学模式中振荡，所述一个或多个光学模式中的每个光学模式对应于特定空间能量分布和谐振频率。基于无源材料的特性，对于对应于光学模式中的至少一个的特定空间能量分布，光能的优势部分远离有源材料进行分布。无源材料可包括存储远离有源材料分布的优势光能部分的低损耗材料，和设置在低损耗材料和有源材料之间的缓冲材料，其控制存储在低损耗材料中的光能与在有源材料中的光能的部分的比率。
【IPC分类】G02B6/00, H01S3/08
【公开号】CN105359359
【申请号】CN201480038156
【发明人】克里斯托斯·T·桑蒂斯, 斯科特·T·斯特格, 阿姆农·亚里夫
【申请人】加州理工学院
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2014年6月30日
【公告号】CA2915690A1, EP3017514A1, US20150333480, WO2015002873A1