[實用新型]一種綠光垂直腔面發射半導體激光器

有效

• 申請號: 202020101107.6
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN211556423U
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 李林;曾麗娜;李再金;喬忠良;曲軼;彭鴻雁
• 申請（專利權）人: 海南師范大學
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183;H01S5/343
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供了一種綠光垂直腔面發射半導體激光器的技術方案，該方案包括有藍寶石襯底，緩沖層，第一底部分布布拉格反射鏡層，第一下勢壘層，第一有源層，隧道結，電流注入層，第一上勢壘層，第一頂部分布布拉格反射鏡層，歐姆接觸層，第二底部分布布拉格反射鏡層，第二下勢壘層，第二有源層，第二上勢壘層，第二頂部分布布拉格反射鏡層和窗口層。本實用新型提出一種綠光垂直腔面發射半導體激光器結構，由一次外延生長來實現有源層、高反射率分布布拉格反射鏡層在內的綠光垂直腔面發射半導體激光器完整外延結構，無需二次外延生長，從而能夠保證獲得高質量的綠光垂直腔面發射半導體激光器外延材料。

技術領域

本實用新型涉及一種綠光垂直腔面發射半導體激光器，屬于半導體光電子技術領域。

背景技術

近二十年來，GaN基半導體材料在外延生長和光電子器件制備方面均取得了重大科技突破，其中發光二極管（LED）和邊發射激光器（EEL）已經實現產業化，但是具有更優越特性的垂直腔面發射激光器(VCSEL)仍處于實驗室研究階段。研發GaN基VCSEL已經成為國內外光電子領域研究的前沿和熱點，國內外許多研發機構都投入了大量的人力和物力進行基礎研究和應用開發。

VCSEL的獨特優點包括閾值電流低、易實現單縱模工作、調制頻率高、發散角度小、圓形光斑、易與光纖耦合、不必解理即可完成工藝制作和檢測，易實現高密度二維陣列及光電集成等。藍綠光VCSEL憑借以上優勢，在高密度光存儲、激光顯示、激光打印、激光照明、激光電視、水下通信、海洋資源探測及激光生物醫學等領域具有廣闊的應用前景。

然而由于VCSEL諧振腔短（僅幾微米長），導致其單程增益長度也極短，因此就要求制作的分布布拉格反射鏡（DBR）材料質量必須良好，還要求DBR的反射率極高（通常要求達到99%以上）。目前所采用離子注入孔徑和空氣隙孔徑電流注入孔徑結構的VCSEL諧振腔均為雙介質膜DBR結構。這兩種電流注入孔徑結構均采用ITO膜內腔電極，ITO膜內腔電極吸收引起的損耗以及ITO/GaN界面帶來的損耗導致較高的閾值電流和較低的光輸出。

本實用新型提出一種綠光垂直腔面發射半導體激光器及其制備方法。該方法采用藍光到近紫外波長的面發射半導體激光器作為泵浦光源獲得綠光面發射半導體激光。該方法的優點是激光器結構緊湊，外延生長藍光到近紫外波長的面發射半導體激光器結構和綠光面發射半導體激光器結構，兩種激光器結構直接由外延生長獲得。這種綠光面發射半導體激光器的制備工藝簡單，不僅能夠獲得高質量的高反射率腔鏡，還能有效減小諧振腔的腔長。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提出一種綠光垂直腔面發射半導體激光器結構，由熱沉，藍寶石襯底，緩沖層，第一底部DBR層，第一下勢壘層，第一有源層，隧道結層，電流注入層，第一上勢壘層，第一頂部DBR層，歐姆接觸層，第二底部DBR層，第二下勢壘層，第二有源層，第二上勢壘層，第二頂部DBR層，窗口層組成。