[發明專利]高對比度光柵垂直腔面發射激光器及制造方法

在審

• 申請號: 202010047048.3
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111211488A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 沈志強
• 申請（專利權）人: 浙江博升光電科技有限公司
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 郭棟梁

本申請公開了一種高對比度光柵垂直腔面發射激光器及制造方法，高對比度光柵垂直腔面發射激光器，包括：層疊設置的第一反射器層、有源層及第二反射器層；所述第二反射器層包括氧化物隔離層和光柵層，所述氧化物隔離層位于所述光柵層和所述有源層之間，所述光柵層至少部分區域設置有光柵，所述光柵的柵槽延伸至所述氧化物隔離層，所述氧化物隔離層設置有第一氧化區域，所述第一氧化區域支撐所述光柵，所述第一氧化區域的折射率小于所述光柵的折射率。上述方案，第一氧化區域對光柵進行支撐，而并非如現有技術中的光柵懸浮于凹槽上，因此光柵不易于被損壞，另外，由于第一氧化區域的支撐作用，光柵可以采用條狀、網狀、柱狀等結構。

技術領域

本發明一般涉及激光器技術領域，具體涉及一種高對比度光柵垂直腔面發射激光器及制造方法。

背景技術

在垂直腔面發射激光(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser；VCSEL)器中，可以采用高對比度光柵(High Contrast Grating； HCG)來代替布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector；DBR)。該HCG包括間隔層，間隔層上形成有凹槽，在該凹槽的上方懸浮光柵。由于光柵是懸浮于凹槽上方，則其易受到機械損傷，另外在采用2維(Dimensions；D)光柵時，其只能采用網格化的形狀。

發明內容

本申請期望提供一種高對比度光柵垂直腔面發射激光器及制造方法，用于解決現有技術中采用空氣懸浮光柵的2D結構僅能采用網狀結構，不能形成柱狀結構，且易于損壞的問題。

第一方面，本發明提供一種高對比度光柵垂直腔面發射激光器，包括：

層疊設置的第一反射器層、有源層及第二反射器層；

所述第二反射器層包括氧化物隔離層和光柵層，所述氧化物隔離層位于所述光柵層和所述有源層之間，所述光柵層至少部分區域設置有光柵，所述光柵的柵槽延伸至所述氧化物隔離層，所述氧化物隔離層設置有第一氧化區域，所述第一氧化區域支撐所述光柵，所述第一氧化區域的折射率小于所述光柵的折射率。

作為可實現的方式，所述第一反射器層、所述有源層和所述第二反射器層形成三階臺階結構；

所述有源層上形成有電流擴展層，所述電流擴展層上形成有第一電極，所述第一電極位于臺階位置處。

作為可實現的方式，所述第一反射器層、所述有源層和所述第二反射器層形成兩階臺階結構，其中，所述第一反射器層形成第一個臺階，至少所述有源層和所述第二反射器層形成第二個臺階；

所述光柵層上位于所述光柵外側的區域設置有第一電極。

作為可實現的方式，所述有源層的至少一側形成有氧化層，所述氧化層包括第二氧化區域和未氧化區域，所述第二氧化區域環繞所述未氧化區域，所述未氧化區域用于界定激光出射窗。

作為可實現的方式，所述第一反射器層、所述有源層和所述第二反射器層形成平臺結構；

所述有源層包括質子或離子注入區域和第一未注入區域，所述質子或離子注入區域環繞所述第一未注入區域，所述第一未注入區域用于界定激光出射窗。

作為可實現的方式，所述激光出射窗小于等于所述第一氧化區域，所述有源層還包括第二未注入區域，所述第二未注入區域位于所述氧化物隔離層與所述質子或離子注入區域之間。

作為可實現的方式，所述氧化物隔離層的厚度小于λ/6，其中，λ為所述高對比度光柵垂直腔面發射激光器所發射激光的波長。

第二方面，本發明提供一種上述高對比度光柵垂直腔面發射激光器的制造方法，包括：

依次形成層疊設置的第一反射器層、有源層及第二反射器層；

所述第二反射器層的形成方法包括：