高能電子注入式半導(dǎo)體激光器的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于儀器設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高能電子注入式半導(dǎo)體激光器，所述套管內(nèi)設(shè)有諧振腔、回氣腔、放電腔，所述回氣腔內(nèi)部設(shè)有儲氣套管，所述儲氣套管上設(shè)有貯氣瓶、鎮(zhèn)氣瓶、氣壓監(jiān)測器，所述貯氣瓶、鎮(zhèn)氣瓶之間設(shè)有電磁真空充氣閥，所述鎮(zhèn)氣瓶、氣壓檢測器之間設(shè)有波紋管，所述氣壓檢測器部分位于所述回氣腔內(nèi)，部分穿過回氣腔位于所述回氣腔外面，所述導(dǎo)體陽極由外及內(nèi)依次為上電極、上光限制層、上波導(dǎo)層、下波導(dǎo)層、下光限制層、背電極層，所述上波導(dǎo)層、下波導(dǎo)層之間設(shè)有有源層，所述下光限制層、背電極層之間設(shè)有襯底，所述上光限制層的截面形狀為脊波導(dǎo)。
【專利說明】高能電子注入式半導(dǎo)體激光器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于儀器設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高能電子注入半導(dǎo)體激光器。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體激光器是以一定的半導(dǎo)體材料做工作物質(zhì)而產(chǎn)生受激發(fā)射作用的器件，其工作原理是通過一定的激勵方式，在半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶(導(dǎo)帶與價帶)之間，或者半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶與雜質(zhì)(受主或施主)能級之間，實現(xiàn)非平衡載流子的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，當(dāng)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的大量電子與空穴復(fù)合時，便產(chǎn)生受激發(fā)射作用。半導(dǎo)體激光器的激勵方式主要有三種，即電注入式，光泵式和高能電子束激勵式。例如中國專利201310499966.X公開了一種半導(dǎo)體激光器，包括熱沉、芯片及設(shè)置在熱沉上的負(fù)極帶，在所述熱沉上焊接絕緣導(dǎo)熱層，所述芯片焊接在絕緣導(dǎo)熱層上，在絕緣導(dǎo)熱層上還焊接有焊片，該焊片連接有與負(fù)極帶對應(yīng)的正極帶，在芯片的一端設(shè)置有光纖。芯片發(fā)生激光，通過光纖傳出，兩極帶連接供電源供電，熱沉散熱。這種結(jié)構(gòu)的激光器出光率偏低、使用壽命短，實施效果非常不理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型提供一種高能電子注入式半導(dǎo)體激光器，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的出光率低、使用壽命短的問題。
[0004]本實用新型所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):本實用新型提供一種高能電子注入式半導(dǎo)體激光器，其特征在于:包括套管，所述套管內(nèi)設(shè)有諧振腔、回氣腔、放電腔，所述諧振腔、回氣腔、放電腔相通且所述回氣腔位于所述諧振腔與放電腔之間，所述諧振腔內(nèi)設(shè)有石英片，所述石英片外面套有石墨環(huán)，所述石墨環(huán)上設(shè)有放電毛細(xì)管，所述放電毛細(xì)管成一水平直線，所述石英片一端設(shè)有導(dǎo)體陽極，所述導(dǎo)體陽極外面套有隔熱管，所述隔熱管外面套有布氏窗，所述布氏窗一端位于所述諧振腔內(nèi)，另一端穿過所述套管位于套管外面，所述諧振腔外面設(shè)有空心圓筒，所述空心圓筒內(nèi)設(shè)有磁場線圈，所述放電腔內(nèi)設(shè)有導(dǎo)體陰極，所述導(dǎo)體陰極內(nèi)部對稱設(shè)有反射鏡A、反射鏡B，所述反射鏡A、反射鏡B之間設(shè)有保熱管，所述導(dǎo)體陰極一側(cè)設(shè)有加熱燈絲，所述加熱燈絲一端穿過套管位于套管外面，所述加熱燈絲水平設(shè)置，所述回氣腔內(nèi)壁設(shè)有冷水管道，所述冷水管道一側(cè)設(shè)有進水口，另一側(cè)設(shè)有出水口，所述回氣腔內(nèi)部設(shè)有儲氣套管，所述儲氣套管上設(shè)有貯氣瓶、鎮(zhèn)氣瓶、氣壓監(jiān)測器，所述貯氣瓶、鎮(zhèn)氣瓶之間設(shè)有電磁真空充氣閥，所述鎮(zhèn)氣瓶、氣壓檢測器之間設(shè)有波紋管，所述氣壓檢測器部分位于所述回氣腔內(nèi)，部分穿過回氣腔位于所述回氣腔外面，所述導(dǎo)體陽極由外及內(nèi)依次為上電極、上光限制層、上波導(dǎo)層、下波導(dǎo)層、下光限制層、背電極層，所述上波導(dǎo)層、下波導(dǎo)層之間設(shè)有有源層，所述下光限制層、背電極層之間設(shè)有襯底，所述上光限制層的截面形狀為脊波導(dǎo)。
[0005]所述石英片并列等距排列。
[0006]所述保熱管的數(shù)量為3個，且為環(huán)形。
[0007]本實用新型的有益效果為:
[0008]I本專利結(jié)構(gòu)緊湊、結(jié)構(gòu)合理，通過增加貯氣和充氣的設(shè)置，可以使管內(nèi)氣體迅速清除，使管內(nèi)氣壓降低，增強整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0009]2導(dǎo)體陽極采用本專利的分層結(jié)構(gòu)，可以使電子注入后復(fù)合發(fā)光，且橫向范圍受到限制，形成光波導(dǎo)，使發(fā)光率增強。
[0010]3上光限制層經(jīng)過刻蝕工藝，形成脊波導(dǎo)，可以限制電流的側(cè)向擴散，致使大量的電子涌入有源層，在有源層產(chǎn)生大量的光子，光子在波導(dǎo)的作用下投射到反光鏡上，使出光率達(dá)到最大值。
[0011]4回氣腔的設(shè)置，可以平衡放電離子的平衡，有助于激光的功率轉(zhuǎn)換。
[0012]5磁場線圈的設(shè)置，可以使激光譜線展寬，增強輸出功率。
[0013]6導(dǎo)體陽極的工作溫度一般在1000°C左右，通過隔熱管的設(shè)置可以對布氏窗進行保護。
[0014]7將冷水管道與回氣腔配合設(shè)置，可以通過對管內(nèi)氣體的溫控從而實現(xiàn)對導(dǎo)體的溫控，延長導(dǎo)體的使用壽命。
[0015]8氣壓檢測器的設(shè)置可以對管內(nèi)壓力進行實時監(jiān)控，保證設(shè)備的正常工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實用新型的導(dǎo)體陽極結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步描述:
[0019]圖中:1-布氏窗，2-隔熱管，3-導(dǎo)體陽極，4-石墨環(huán)，5-石英片，6-放電毛細(xì)管，7-空心圓筒，8-磁場線圈，9-諧振腔，10-套管，11-放電腔，12-導(dǎo)體陰極，13-反射鏡A，14-反射鏡B，15-保熱管，16-加熱燈絲，17-回氣腔，18-貯氣瓶，19-電磁真空充氣閥，20-鎮(zhèn)氣瓶，21-波紋管，22-儲氣套管，23-氣壓檢測器，24-冷水管道，25-出水口，26-進水口，27-上電極，28-上光限制層，29-上波導(dǎo)層，30-有源層，31-下波導(dǎo)層，32-下光限制層，33-襯底，34-背電極層。
[0020]實施例:
[0021]本實施例包括套管10，套管10內(nèi)設(shè)有諧振腔9、回氣腔17、放電腔11，諧振腔9、回氣腔17、放電腔11相通且回氣腔17位于諧振腔9與放電腔11之間，諧振腔9內(nèi)設(shè)有石英片5，石英片5外面套有石墨環(huán)4，石墨環(huán)4上設(shè)有放電毛細(xì)管6，放電毛細(xì)管6成一水平直線，石英片5 —端設(shè)有導(dǎo)體陽極3，導(dǎo)體陽極3外面套有隔熱管2，隔熱管2外面套有布氏窗1，布氏窗I 一端位于諧振腔9內(nèi)，另一端穿過套管10位于套管10外面，諧振腔9外面設(shè)有空心圓筒7，空心圓筒7內(nèi)設(shè)有磁場線圈8，放電腔11內(nèi)設(shè)有導(dǎo)體陰極12，導(dǎo)體陰極12內(nèi)部對稱設(shè)有反射鏡A13、反射鏡B14，反射鏡A13、反射鏡B14之間設(shè)有保熱管15，導(dǎo)體陰極12一側(cè)設(shè)有加熱燈絲16，加熱燈絲16—端穿過套管10位于套管10外面，加熱燈絲16水平設(shè)置，回氣腔17內(nèi)壁設(shè)有冷水管道24，冷水管道24 —側(cè)設(shè)有進水口 26，另一側(cè)設(shè)有出水口25，回氣腔17內(nèi)部設(shè)有儲氣套管22，儲氣套管22上設(shè)有貯氣瓶18、鎮(zhèn)氣瓶20、氣壓監(jiān)測器23，貯氣瓶18、鎮(zhèn)氣瓶20之間設(shè)有電磁真空充氣閥19，鎮(zhèn)氣瓶20、氣壓檢測器23之間設(shè)有波紋管21，氣壓檢測器23部分位于回氣腔17內(nèi)，部分穿過回氣腔17位于回氣腔17外面，導(dǎo)體陽極12由外及內(nèi)依次為上電極27、上光限制層28、上波導(dǎo)層29、下波導(dǎo)層31、下光限制層32、背電極層34，上波導(dǎo)層29、下波導(dǎo)層31之間設(shè)有有源層30，下光限制層32、背電極層34之間設(shè)有襯底33，上光限制層28的截面形狀為脊波導(dǎo)，石英片5并列等距排列，保熱管15的數(shù)量為3個,且為環(huán)形。
[0022]利用本實用新型所述的技術(shù)方案，或本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型技術(shù)方案的啟發(fā)下，設(shè)計出類似的技術(shù)方案，而達(dá)到上述技術(shù)效果的，均是落入本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高能電子注入式半導(dǎo)體激光器，其特征在于:包括套管，所述套管內(nèi)設(shè)有諧振腔、回氣腔、放電腔，所述諧振腔、回氣腔、放電腔相通且所述回氣腔位于所述諧振腔與放電腔之間，所述諧振腔內(nèi)設(shè)有石英片，所述石英片外面套有石墨環(huán)，所述石墨環(huán)上設(shè)有放電毛細(xì)管，所述放電毛細(xì)管成一水平直線，所述石英片一端設(shè)有導(dǎo)體陽極，所述導(dǎo)體陽極外面套有隔熱管，所述隔熱管外面套有布氏窗，所述布氏窗一端位于所述諧振腔內(nèi)，另一端穿過所述套管位于套管外面，所述諧振腔外面設(shè)有空心圓筒，所述空心圓筒內(nèi)設(shè)有磁場線圈，所述放電腔內(nèi)設(shè)有導(dǎo)體陰極，所述導(dǎo)體陰極內(nèi)部對稱設(shè)有反射鏡A、反射鏡B，所述反射鏡A、反射鏡B之間設(shè)有保熱管，所述導(dǎo)體陰極一側(cè)設(shè)有加熱燈絲，所述加熱燈絲一端穿過套管位于套管外面，所述加熱燈絲水平設(shè)置，所述回氣腔內(nèi)壁設(shè)有冷水管道，所述冷水管道一側(cè)設(shè)有進水口，另一側(cè)設(shè)有出水口，所述回氣腔內(nèi)部設(shè)有儲氣套管，所述儲氣套管上設(shè)有貯氣瓶、鎮(zhèn)氣瓶、氣壓監(jiān)測器，所述貯氣瓶、鎮(zhèn)氣瓶之間設(shè)有電磁真空充氣閥，所述鎮(zhèn)氣瓶、氣壓檢測器之間設(shè)有波紋管，所述氣壓檢測器部分位于所述回氣腔內(nèi)，部分穿過回氣腔位于所述回氣腔外面，所述導(dǎo)體陽極由外及內(nèi)依次為上電極、上光限制層、上波導(dǎo)層、下波導(dǎo)層、下光限制層、背電極層，所述上波導(dǎo)層、下波導(dǎo)層之間設(shè)有有源層，所述下光限制層、背電極層之間設(shè)有襯底，所述上光限制層的截面形狀為脊波導(dǎo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高能電子注入式半導(dǎo)體激光器，其特征在于:所述石英片并列等距排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高能電子注入式半導(dǎo)體激光器，其特征在于:所述保熱管的數(shù)量為3個,且為環(huán)形。
【文檔編號】H01S5/06GK203951034SQ201420254145
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】蔡元學(xué), 姜春香 申請人:天津博霆科技有限公司