高κ半导体激光器的制作方法

本发明涉及半导体激光器，并且特别地涉及靠近激光器后部具有高κ光栅的分布反馈(dfb)半导体激光器。

背景技术：

1、参见图1和图2，描绘了常规半导体晶片10，其具有衬底11和形成在其上的多个分布反馈(dfb)激光器12。形成在晶片10上的常规dfb激光器12遭受背刻面光栅相位变化，这导致不可预测的产量。参考图1，示出了晶片10的一部分上优质dfb激光器12(实心椭圆)和不良dfb激光器12(空心椭圆)的分布。这种分布是限定光栅的电子束光刻和限定刻面位置的常规光刻的相对对准起作用的结果。

2、出于多种原因，优选增加优质dfb激光器12(实心椭圆)的数量。首先，提高制造过程中生产的优质激光器的产量。其次，在由并排放置在衬底11上的连续并排激光器12形成的激光器阵列的情况下，需要具有高质量的连续激光器12。

技术实现思路

1、在本公开的示例性实施例中，提供了一种半导体激光器。半导体激光器包括：具有纵向轴线、后刻面端和前刻面端的有源区，前刻面端发射来自半导体激光器的输出光束；以及沿有源区的纵向轴线定位的多个衍射光栅。多个衍射光栅包括靠近有源区的后刻面端定位的第一衍射光栅以及纵向地定位在第一衍射光栅与前刻面端之间的至少一个附加衍射光栅，第一衍射光栅具有第一κ值，并且至少一个附加衍射光栅具有至少第二κ值，第一κ值大于第二κ值。

2、在其示例中，第一κ值至少为80/cm。在其变型中，第一κ值至少为100/cm。

3、在其另一示例中，第一κ值在80/cm至300/cm的范围内，并且第二κ值在10/cm至50/cm的范围内。在其变型中，第二κ值在20/cm至50/cm的范围内。在其另一变型中，第二κ值在20/cm至40/cm的范围内。在其进一步的变型中，第二κ值在10/cm至40/cm的范围内。在其又一变型中，第一κ值在80/cm至300/cm的范围内。

4、在其进一步的示例中，第一κ值至少为80/cm，并且第二κ值在10/cm至50/cm的范围内。

5、在其又另一示例中，第一κ值与第二κ值的比值为1.5至20。

6、在其仍另一示例中，第一κ值与第二κ值的比值为1.6至20。

7、在其进一步的示例中，第一κ值与第二κ值的比值为2至20。

8、在其又仍进一步的示例中，第一衍射光栅为均匀光栅。

9、在仍进一步的示例中，至少一个附加衍射光栅包括四分之一波长移位(qws)光栅。

10、在其又进一步的示例中，至少一个附加衍射光栅包括啁啾光栅。

11、在其仍进一步的示例中，至少一个附加衍射光栅包括不对称波纹间距调制(acpm)光栅系统。在其变型中，不对称波纹间距调制(acpm)光栅系统包括靠近第一光栅纵向地定位的后均匀光栅、靠近前刻面端纵向地定位的前均匀光栅、以及纵向地定位在后均匀光栅与前均匀光栅之间的至少第三光栅，后均匀光栅、第三光栅和前均匀光栅是邻接的。在其变型中，第一光栅具有第一间距，后均匀光栅具有第二间距，第三光栅具有第三间距，并且前均匀光栅具有第四间距，第三间距不同于第一间距、第二间距和第四间距。

12、在其又仍另一示例中，至少一个附加衍射光栅包括非邻接不对称波纹间距调制光栅系统。在其变型中，非邻接不对称波纹间距调制光栅系统包括靠近第一衍射光栅纵向地定位的后均匀光栅、靠近前刻面端纵向地定位的前均匀光栅、以及纵向地定位在后均匀光栅与前均匀光栅之间的至少第三光栅，后均匀光栅和前均匀光栅中的至少一者相对于第三光栅由一区域纵向地分开。在其另一变型中，非邻接不对称波纹间距调制光栅系统包括靠近第一衍射光栅纵向地定位的后均匀光栅、靠近前刻面端纵向地定位的前均匀光栅、以及纵向地定位在后均匀光栅与前均匀光栅之间的至少第三光栅，后均匀光栅和第三光栅由第一区域纵向地分开，并且前均匀光栅和第三光栅由第二区域纵向地分开。在其变型中，第一光栅具有第一间距，后均匀光栅具有第二间距，第三光栅具有第三间距，并且前均匀光栅具有第四间距，第三间距不同于第一间距、第二间距和第四间距。

13、在其又仍进一步的示例中，至少一个附加衍射光栅在第一光栅与前刻面端之间提供连续可变的间距。

14、在其进一步的示例中，半导体激光器进一步包括设置在有源区的前刻面端上的反射率小于5％的第一反射涂层和设置在有源区的后刻面端上的反射率小于5％的第二反射涂层。

15、在本公开的另一示例性实施例中，提供了一种半导体激光器阵列。半导体激光器阵列包括：半导体衬底；以及形成在半导体衬底上的多个半导体激光器。多个半导体激光器中的每一者包括：具有纵向轴线、后刻面端和前刻面端的有源区，前刻面端发射半导体激光器的输出光束；以及沿有源区的纵向轴线定位的多个衍射光栅。多个衍射光栅包括靠近有源区的后刻面端定位的第一衍射光栅和纵向地定位在第一衍射光栅与前刻面端之间的至少一个附加衍射光栅，第一衍射光栅具有第一κ值，并且至少一个附加衍射光栅具有至少第二κ值，第一κ值大于第二κ值。

16、在其示例中，第一κ值至少为80/cm。在其变型中，第一κ值至少为100/cm。

17、在其另一示例中，第一κ值在80/cm至300/cm的范围内，并且第二κ值在10/cm至50/cm的范围内。在其变型中，第二κ值在20/cm至50/cm的范围内。在其另一变型中，第二κ值在20/cm至40/cm的范围内。在其进一步的变型中，第二κ值在10/cm至40/cm的范围内。在其又一变型中，第一κ值在80/cm至300/cm的范围内。

18、在其进一步的示例中，第一κ值至少为80/cm，并且第二κ值在10/cm至50/cm的范围内。

19、在其又另一示例中，第一κ值与第二κ值的比值为1.5至20。

20、在其仍另一示例中，第一κ值与第二κ值的比值为1.6至20。

21、在其又进一步的示例中，第一κ值与第二κ值的比值为2至20。

22、在其又仍进一步的示例中，第一衍射光栅为均匀光栅。

23、在仍进一步的示例中，至少一个附加衍射光栅包括四分之一波长移位(qws)光栅。

24、在其又进一步的示例中，至少一个附加衍射光栅包括啁啾光栅。

25、在其仍进一步的示例中，至少一个附加衍射光栅包括不对称波纹间距调制(acpm)光栅系统。在其变型中，不对称波纹间距调制(acpm)光栅系统包括纵向靠近第一光栅定位的后均匀光栅、靠近前刻面端纵向地定位的前均匀光栅、以及纵向地定位在后均匀光栅与前均匀光栅之间的至少第三光栅，后均匀光栅、第三光栅和前均匀光栅是邻接的。在其变型中，第一光栅具有第一间距，后均匀光栅具有第二间距，第三光栅具有第三间距，并且前均匀光栅具有第四间距，第三间距不同于第一间距、第二间距和第四间距。

26、在其又仍另一示例中，至少一个附加衍射光栅包括非邻接不对称波纹间距调制光栅系统。在其变型中，非邻接不对称波纹间距调制光栅系统包括靠近第一衍射光栅纵向地定位的后均匀光栅、靠近前刻面端纵向地定位的前均匀光栅、以及纵向地定位在后均匀光栅与前均匀光栅之间的至少第三光栅，后均匀光栅和前均匀光栅中的至少一者相对于第三光栅由一区域纵向地分开。在其另一变型中，非邻接不对称波纹间距调制光栅系统包括靠近第一衍射光栅纵向地定位的后均匀光栅、靠近前刻面端纵向地定位的前均匀光栅、以及纵向地定位在后均匀光栅与前均匀光栅之间的至少第三光栅，后均匀光栅和第三光栅由第一区域纵向地分开，并且前均匀光栅和第三光栅由第二区域纵向地分开。在其变型中，第一光栅具有第一间距，后均匀光栅具有第二间距，第三光栅具有第三间距，并且前均匀光栅具有第四间距，第三间距不同于第一间距、第二间距和第四间距。

27、在其又仍进一步的示例中，至少一个附加衍射光栅在第一光栅与前刻面端之间提供连续可变的间距。

28、在其进一步的示例中，半导体激光器中的每一者进一步包括设置在有源区的前刻面端上的反射率小于5％的第一反射涂层和设置在有源区的后刻面端上的反射率小于5％的第二反射涂层。