[實用新型]垂直面腔表面發射激光器

有效

• 申請號: 201820410100.5
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN208078381U
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 朱明星;周少將;王偉明;李華
• 申請（專利權）人: 江蘇宜興德融科技有限公司
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183;H01S5/187
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張成新

本公開涉及一種垂直面腔表面發射激光器。所述垂直面腔表面發射激光器包括：按順序層疊設置的第一反射鏡層、有源層和第二反射鏡層，所述第二反射鏡層位于出光側，所述第一反射鏡層位于非出光側，其特征在于：所述第一反射鏡層包括位于非出光側的金屬反射鏡層和介于金屬反射鏡層與有源區之間的第一布拉格反射鏡層；以及所述第二反射鏡層包括第二布拉格反射鏡層。本公開的垂直面腔表面發射激光器可以提高垂直面腔表面發射激光器的性能。

技術領域

本實用新型的實施例涉及半導體激光器，尤其涉及一種垂直面腔表面發射激光器(VCSEL)及其制備方法。

背景技術

垂直面腔表面發射激光器(VCSEL)作為一種新型的半導體激光器，與普通的邊緣發射激光器相比，具有閾值電流低、效率高、功耗小、光發散角小、易與光纖耦合、易集成等優點，在光信息處理、光互聯、光計算、照明、顯示等方面都有廣闊的應用前景。

半導體激光器結構可以簡化成由具有增益特性的材料層以及兩端的反射鏡。垂直面腔表面發射激光器(VSCEL)的特別之處在于：它采用高低折射率材料層周期性排布的分布式布拉格反射鏡(DBR)，并且增益材料層位于上下反射鏡中間且與反射鏡平行。在一種典型的VCSEL結構中，P面電極下方是由多對高低折射率不同的半導體材料交替生長而成的P型分布式布拉格反射鏡(DBR)，P型DBR下方是有源區，例如是幾個納米的量子阱結構，以獲得高增益。在有源區下面是N型DBR，最下面是襯底。

在當前的VCSEL器件制備中，為獲得高的增益，通常需要生長多對布拉格反射鏡(DBR)，一般在30對以上，這種DBR工藝存在外延生長困難，串聯電阻增加，熱損耗加重和光損耗增加等一系列不足。

實用新型內容

本實用新型的實施例旨在提供一種垂直面腔表面發射激光器(VCSEL)，其至少能夠克服現有技術中的至少一個問題，提高垂直面腔表面發射激光器的性能。

根據本實用新型一方面的實施例，提供一種垂直面腔表面發射激光器，包括：

按順序層疊設置的第一反射鏡層、有源層和第二反射鏡層，所述第二反射鏡層位于出光側，所述第一反射鏡層位于非出光側，其特征在于：

所述第一反射鏡層包括位于非出光側的金屬反射鏡層和介于金屬反射鏡層與有源層之間第一布拉格反射鏡層；以及

所述第二反射鏡層包括第二布拉格反射鏡層。

根據本實用新型的一個示例實施例，所述第一布拉格反射鏡層包括1-15個周期的交替排列的高折射率材料層和低折射率材料層，優選包括1-10個周期的交替排列的高折射率材料層和低折射率材料層，更優選包括1-5個周期的交替排列的高折射率材料層和低折射率材料層。

根據本實用新型的一個示例實施例，第二布拉格反射鏡層包括5-30個周期的交替排列的高折射率材料層和低折射率材料層。

根據本實用新型的一個示例實施例，所述的垂直面腔表面發射激光器，還包括設置在金屬反射鏡層的非出光側的第一電極層和設置在第二布拉格反射鏡層的出光側的第二電極層。

根據本實用新型的一個示例實施例，所述的垂直面腔表面發射激光器，還包括設置在有源層和第二布拉格反射鏡層之間的氧化隔離層。

根據本實用新型的一個示例實施例，所述金屬反射鏡層包括Cu反射鏡層、Ag反射鏡層或Au反射鏡層。

根據本實用新型各個實施例的垂直面腔表面發射激光器(VCSEL)及其制備方法，通過在下層DBR的背面側設置金屬反射鏡層，以代替部分DBR，可以減少下層DBR反射鏡的周期數，增加反射效率，提高增益，同時可以獲得更好的熱穩定性，并且降低閾值電流密度。

為了使本實用新型的目的、特征及優點能更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。

附圖說明