一种光学膜以及半导体激光器的制作方法

本技术涉及半导体激光器，特别是涉及一种光学膜以及半导体激光器。

背景技术：

1、在半导体激光器的应用中，希望大部分的光都能从单面出射，这就需要在前腔面上镀制增透膜，在后腔面需要镀制高反膜，来降低阈值增益。条形半导体激光器前后端面分别镀高透膜和高反膜，一方面实现对腔面的保护，防止空气污染及发生氧化反应，提升半导体激光器的出光性能并延长了半导体激光器的寿命；另一方面，合理的调整条形激光器两个端面的反射率，优化激光器阈值电流、出射效率，最终实现单面的最大激光功率输出。

2、在半导体激光器的端面进行镀膜，是通过物理气相沉积，在被镀元件表面形成高低折射率交替分布的多层介质膜堆，来实现增透膜和高反膜，所以腔面与膜层间的匹配性、膜层的致密性、膜层的稳定以及稳定的光学性能等都是保证半导体激光器能够稳定运行的关键。例如，目前使用的镀膜膜系tio2/al203/tio2/al203为多层膜系，这个膜系的优点在于增透效果强，al203膜层和ti02膜层匹配性比较高，适用性比较普遍，但tio2与半导体激光器的衬底材料inp的结合比较弱，一方面镀制完后，镀膜牢固性不稳定，另一方面易在镀膜的出光面发生灾变光学镜面损伤。

3、鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是：如何解决现有的光学薄膜与半导体激光器的衬底结合比较弱，导致镀膜后不牢固，且易在出光面发生灾变光学镜面损伤的问题。

2、本实用新型采用如下技术方案：

3、一方面，提供一种光学膜，所述光学膜设置在半导体激光器的腔面上，所述光学膜包括：层叠设置的打底层、功能层以及保护层；

4、所述打底层用于镀设在所述半导体激光器的腔面上，所述功能层用于改变所述半导体激光器所发出的光信号的折射率，所述保护层设置在所述光学膜的出光面。

5、进一步地，所述功能层为透射层，所述透射层包括依次层叠设置的ti3o5层和sio2层，其中，所述ti3o5层设置在所述打层上；所述光学膜设置在半导体激光器的前腔面上；

6、或，所述功能层为反射层，所述反射层包括依次层叠设置的ti3o5层、sio2层、ti3o5层和sio2层，其中，所述ti3o5层设置在所述打底层上；所述光学膜设置在半导体激光器的后腔面上。

7、进一步地，当所述半导体激光器的波段为1270nm时，所述ti3o5层的厚度为69.44nm～70.44nm，所述sio2层的厚度为159.98nm～160.98nm；

8、当所述半导体激光器的波段为1310nm时，所述ti3o5层的厚度为74.44nm～75.44nm，所述sio2层的厚度为155.36nm～156.36nm。

9、进一步地，所述打底层为al2o3层，所述保护层为类金刚膜层。

10、进一步地，所述al2o3层的厚度为15nm～20nm，所述类金刚膜层的厚度为10nm～15nm。

11、进一步地，当所述半导体激光器的波段为1310nm时，所述al2o3层的折射率为1.6～1.611，所述ti3o5层的折射率为2.294～2.3，所述sio2层的折射率为1.4～1.443。

12、进一步地，所述类金刚膜层包括无氢类金刚石碳膜和氢化类金刚石碳膜。

13、另一方面，提供一种半导体激光器，包括半导体激光器本体，所述半导体激光器本体的腔面上镀有所述的光学膜。

14、进一步地，当所述功能层为透射层时，所述光学膜设置在半导体激光器的前腔面上；当所述功能层为反射层时，所述光学膜设置在半导体激光器的后腔面上；

15、进一步地，所述半导体激光器的衬底材料为inp。

16、与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

17、本实用新型对传统半导体激光器的镀膜结构进行改进，首层采用打底层，以与半导体激光器的基底材料有更好的结合，其次，在中间设置一层功能层，根据镀膜位置以及功能的不同选用不同的膜层结构来组成功能层，可以使得功能层更好地实现对半导体激光器所发出光信号的透射或者反射；最后，在最外层加镀一层保护层，保护层的组成材料具有优良的光学性能及稳定物理性能。本实用新型所提出的光学膜，一方面可提高半导体激光器的衬底材料与光学膜结合的牢固性，防止脱膜现象发生；另一方面，保护层可以使半导体激光器具有防氧化以及防水的功能，更能避免端面氧化导致的端面堆积热能，进而避免了热能堆积，提高了静电放电测试(electro-static discharge，简写为esd)能力，增加了半导体激光器的寿命。

技术特征：

1.一种光学膜，其特征在于，所述光学膜设置在半导体激光器的腔面上，所述光学膜包括：层叠设置的打底层、功能层以及保护层；

2.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述功能层为透射层，所述透射层包括依次层叠设置的ti3o5层和sio2层，其中，所述ti3o5层设置在所述打底层上；所述光学膜设置在半导体激光器的前腔面上；

3.根据权利要求2所述的光学膜，其特征在于，当所述半导体激光器的波段为1270nm时，所述ti3o5层的厚度为69.44nm～70.44nm，所述sio2层的厚度为159.98nm～160.98nm；

4.根据权利要求2所述的光学膜，其特征在于，所述打底层为al2o3层，所述保护层为类金刚膜层。

5.根据权利要求4所述的光学膜，其特征在于，所述al2o3层的厚度为15nm～20nm，所述类金刚膜层的厚度为10nm～15nm。

6.根据权利要求4所述的光学膜，其特征在于，当所述半导体激光器的波段为1310nm时，所述al2o3层的折射率为1.6～1.611，所述ti3o5层的折射率为2.294～2.3，所述sio2层的折射率为1.4～1.443。

7.根据权利要求4所述的光学膜，其特征在于，所述类金刚膜层包括无氢类金刚石碳膜和氢化类金刚石碳膜。

8.一种半导体激光器，其特征在于，包括半导体激光器本体，所述半导体激光器本体的腔面上镀有如权利要求1～7任一项所述的光学膜。

9.根据权利要求8所述的半导体激光器，其特征在于，当所述功能层为透射层时，所述光学膜设置在半导体激光器的前腔面上；当所述功能层为反射层时，所述光学膜设置在半导体激光器的后腔面上。

10.根据权利要求8所述的半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器的衬底材料为inp。

技术总结本技术涉及半导体激光器技术领域，特别是涉及一种光学膜以及半导体激光器，所述光学膜设置在半导体激光器的腔面上，所述光学膜包括：层叠设置的打底层、功能层以及保护层；所述打底层用于镀设在所述半导体激光器的腔面上，所述功能层用于改变所述半导体激光器所发出的光信号的折射率，所述保护层设置在所述光学膜的出光面。本技术所提出的光学膜，一方面可提高半导体激光器的衬底材料与光学膜结合的牢固性，防止脱膜现象发生；另一方面，保护层可以使半导体激光器具有防氧化以及防水的功能，更能避免端面氧化导致的端面堆积热能，进而避免了热能堆积，提高了ESD能力，增加了半导体激光器的寿命。技术研发人员：耿冠,张晴晴,孙庆,张辽受保护的技术使用者：武汉光迅科技股份有限公司技术研发日：20240425技术公布日：2024/12/12