术 玲， 海一娜， 邹永刚， 范 杰， 王 傲

(长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室， 吉林 长春 130022)

1 引 言

近年来，半导体激光器已成为光电子领域的核心器件[1]，被广泛应用在泵浦源、光通信、激光制导和环境监测等领域[2-4]。

水平谐振腔面发射分布反馈半导体激光器(Surface emitting distributed feedback，SE-DFB)利用二阶光栅的衍射和反馈功能实现波长稳定性和表面发射，具有高光束质量、窄光谱线宽、波长稳定性好等显著优点。二阶光栅作为激光器的关键部分，一直是研究人员关注的焦点，主要研究手段是通过优化光栅结构以提升SE-DFB半导体激光器的输出特性。2006年，Schubert等[5]对输出波长100 μm的面发射太赫兹量子级联激光器进行了分析。采用的是中心π相移二阶金属光栅，该光栅可以将反对称近场图样转变为沿腔长方向的对称近场图样，从而形成双瓣变单瓣出光的远场图样。2009年,Masions等[6]设计了波长5.65 μm的水平腔量子级联激光器。光栅设计为非周期光栅结构，由一个一阶光栅和一个二阶光栅组成，对垂直波导方向模式进行耦合的同时又能降低由金属引起的损耗。激光从衬底出射，温度300 K时阈值电流1.8 A，峰值功率超过10 mW，同时该器件有较高的边模抑制比。2010年，叶淑娟等[7]基于耦合模理论，详细地分析了二阶光栅分布反馈半导体激光器出光特性。针对激射波长为1.55 μm的SE-DFB半导体激光器，研究发现光栅最佳占空比为0.43，得到外微分量子效率为47%，边模抑制比达到35 dB。2012年， Chen等[8]制备了激射波长约940 nm的二阶金属表面光栅宽条型分布反馈半导体激光器，器件阈值电流为0.32 A，光谱线宽(FWHM)小于0.1 nm，斜率效率为0.6 W/A，连续工作模式下输出功率达到718 mW。……