一种调整半导体激光器波长的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于调整半导体激光器波长的方法，属于半导体激光器技术领 域。
【背景技术】
[0002] 自激光问世以来，激光技术已得到广泛的发展和应用。其中半导体激光器凭借体 积小、效率高、寿命长、价格低廉等优点已广泛应用到军事、医疗、光通信、民用等领域。
[0003] 在探测指示、激光栗浦等应用领域，半导体激光器的波长显得更为重要。在生产过 程中，主要通过调整外延片组分及其比例来确定半导体激光器的波长。目前的实际情况是， 由于设备、材料、工艺等因素的制约，往往会出现半导体激光器波长偏离目标值的情况。半 导体激光器波长偏离目标值严重时将无法应用，这就会对生产造成极大的影响。
[0004] 半导体激光器腔面镀膜，可以改善半导体激光器的出光功率、阈值电流、斜率效率 等参数，还可以保护腔面防止污染、氧化等作用。除此之外，通过改变腔面反射率还可以调 整半导体激光器的波长。
[0005] 中国专利文献CN101015100A阐述了一种使用可变热阻抗对半导体激光器的波长 进行调谐的方法，是根据波长与温度的函数关系，利用可以主动加热和降温热阻抗调节温 度的方法对半导体激光器波长进行调节。其中涉及到热电偶、控制反馈部分、控制电路等相 应装置，相对来说，工艺有点复杂，成本较高，尤其对小功率半导体激光器产品，成本难以接 受。
[0006]中国专利文献CN104300356A阐述了一种波长稳定的半导体激光器及其制作方法， 主要利用导热胶和导热基座将半导体激光器产生的热导走，从而稳定半导体激光器的波 长。该方法主要起到稳定波长作用，尤其是抑制半导体激光器波长红移，对于主动调节半导 体激光器波长，尤其是将半导体激光器波长蓝移方面显得力不从心。
【发明内容】
[0007] 本发明针对半导体激光器波长偏离目标值的问题，提出一种通过改变半导体激光 器腔面反射率将波长调整到目标值的调整半导体激光器波长的方法，该方法无需增加设备 装置，可以主动双向调节半导体激光器波长，工艺简单，几乎不会增加成本。
[0008] 本发明的调整半导体激光器波长的方法，包括以下步骤：
[0009] (1)将加工好的半导体激光器外延片解理成巴条；
[0010] (2)将巴条放入镀膜机中，镀膜机抽真空后对巴条烘烤；
[0011] (3)达到步骤(2)中所述烘烤温度和真空度后，在巴条前腔面蒸镀增透膜，改变前 腔面的反射率；
[0012] 根据激光器波长偏离值的不同蒸镀不同反射率的前腔面，前腔面反射率越小半导 体激光器波长越短。
[0013] (4)在后腔面上蒸镀高反膜，交替蒸镀光学厚度为λ/4的高低折射率镀膜，λ为半导 体激光器的波长，使后腔面反射率大于98%。
[0014]将镀膜后的巴条解理成管芯，进行封装。
[0015]所述步骤(2)中镀膜机抽真空后的真空度为3.0-5.0E-3Pa。
[0016] 所述步骤(2)中对巴条烘烤的温度为180_250°C。
[0017 ]所述步骤(3)中增透膜是单层膜或多层膜。
[0018]根据实际应用情况，所述步骤(3)中前腔面反射率为20-40%。
[0019]所述前腔面反射率的调整需要在对激光器的功率、阈值等参数影响不大的前提下 进行。
[0020] 本发明通过腔面镀膜来调整半导体激光器的波长，无需增加设备装置，可以主动 双向调节半导体激光器波长，工艺简单，易于实现，几乎不会增加成本。可以在一定范围内 调整半导体激光器的波长，大大提高了半导体激光器波长的对档率，在调整波长的同时，激 光器的阈值电流、峰值功率等会有所影响，具体实施时需要综合考虑。结合稳定半导体激光 器波长的封装方式，效果会更加理想。
【附图说明】
[0021 ]图1是镀膜后半导体激光器沿腔长方向的剖视图。
[0022] 图中：1、前腔面，2、后腔面，3、增透膜，4、高反膜。
【具体实施方式】
[0023]本发明通过腔面镀膜来调整半导体激光器的波长，无需增加设备装置，可以主动 双向调节半导体激光器波长，具体过程参见图1，包括以下步骤：
[0024] (1)将加工好的半导体激光器外延片解理成具有一定腔长(如300*500μπι)的巴条， 将巴条摆放在夹具中，且使巴条腔面整齐无遮挡。
[0025] (2)将装有巴条的夹具放到镀膜机中，进行抽真空和烘烤。真空度达到3.0-5.0Ε- 3Pa;烘烤温度达到180°C_250°C。
[0026] (3)达到镀膜条件后，在巴条的前腔面1上蒸镀增透膜3,增透膜3可以是单层膜，也 可以是多层膜，使前腔面1具有一定反射率，前腔面反射率的大小根据半导体激光器波长的 偏离程度而定，相同条件下，前腔面反射率越小半导体激光器波长越短，前腔面反射率的调 整需要在对激光器的功率、阈值等参数影响不大的前提下进行。
[0027]本实施例中增透膜3采用Al203/Zr02/1.25Si02膜系，以λ/4为单位，λ=536ηπι。前腔 面反射率为R= 25%，
[0028] (4)真空条件下进行原位翻架，在后腔面2上蒸镀高反膜5,使后腔面2的反射率在 98%以上。
[0029]本实施例中是在后腔面2上交替蒸镀光学厚度为λ/4的高低折射率镀膜材料Al2〇3和Si，光学厚度分别为λ/4(λ=808ηπι)，后腔面2的反射率R= 98.7%。
[0030] (5)镀膜后的巴条如图1所示，将进行测试。
[0031] (6)将镀膜后的巴条解理成管芯，进行封装。
[0032]可通过调整上步骤3中的膜系结构，得到不同的前腔面反射率。为作对比分析，实 施例中还蒸镀了前腔面反射率为R= 33%和R= 40%的增透膜。下表是对前腔面不同反射率 未封装管芯的测试数据。
[0035]通过对以上不同前腔面反射率的半导体激光器的分析，结论如下：在半导体激光 器阈值电流和峰值功率等参数变化不大的前提下，前腔面反射率R= 25%、R= 33%和R= 40%的半导体激光器波长依次递增约3.2nm和1.3nm。以上说明，本发明的方法可以在一定 范围内对激光器波长进行调整，从而大大提高了半导体激光器波长的对档率。
【主权项】
1. 一种调整半导体激光器波长的方法，其特征是，包括以下步骤： (1) 将加工好的半导体激光器外延片解理成巴条； (2) 将巴条放入镀膜机中，镀膜机抽真空后对巴条烘烤； (3) 达到步骤(2)中所述烘烤温度和真空度后，在巴条前腔面蒸镀增透膜，改变前腔面 的反射率； (4) 在后腔面上蒸镀高反膜，交替蒸镀光学厚度为λ/4的高低折射率镀膜，λ为半导体激 光器的波长，使后腔面反射率大于98%。2. 根据权利要求1所述的调整半导体激光器波长的方法，其特征是，所述步骤(2)中镀 膜机抽真空后的真空度为3.0-5.0E-3Pa。3. 根据权利要求1所述的调整半导体激光器波长的方法，其特征是，所述步骤(2)中对 巴条烘烤的温度为180_250°C。4. 根据权利要求1所述的调整半导体激光器波长的方法，其特征是，所述步骤(3)中增 透膜是单层膜或多层膜。5. 根据权利要求1所述的调整半导体激光器波长的方法，其特征是，所述步骤(3)中前 腔面反射率为20-40 %。
【专利摘要】一种调整半导体激光器波长的方法，包括以下步骤：（1）将加工好的半导体激光器外延片解理成巴条；（2）将巴条放入镀膜机中，镀膜机抽真空后对巴条烘烤；（3）达到步骤（2）中所述烘烤温度和真空度后，在巴条前腔面蒸镀增透膜，改变前腔面的反射率；（4）在后腔面上蒸镀高反膜，交替蒸镀光学厚度为λ/4的高低折射率镀膜，λ为半导体激光器的波长，使后腔面反射率大于98%。该方法可以主动双向调节半导体激光器波长，工艺简单，易于实现，可以在一定范围内调整半导体激光器的波长，提高了半导体激光器波长的对档率。
【IPC分类】H01S5/068, H01S5/10
【公开号】CN105449516
【申请号】CN201511022234
【发明人】殷方军, 李沛旭, 苏建, 蒋锴, 徐现刚
【申请人】山东华光光电子有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月30日