[发明专利]合并第三反射器的表面发射激光器

权利要求书

1.一种垂直外部空腔表面发射激光器结构，包括：

泵浦源，其构造为以泵浦波长λ_pump发射辐射；

外部外耦合反射器；

分布式布拉格反射器；

有源区，其布置在所述分布式布拉格反射器与所述外部外耦合反射器之间，所述有源区构造为以激光波长λ_lase发射辐射；以及

部分反射元件，其布置在增益元件与所述外部外耦合反射器之间，所述部分反射元件对于以所述激光波长的辐射而言具有在30％和70％之间的反射率并且对于以所述泵浦波长的辐射而言具有在30％和70％之间的反射率。

2.根据权利要求1所述的结构，其中，所述部分反射元件包括III-V材料层的晶格。

3.根据权利要求1所述的结构，其中，在所述垂直外部空腔表面发射激光器结构的操作期间，所述部分反射元件构造为在所述有源区中提供峰值E²场，其是在基底中的平均E²场的2倍以上。

4.根据权利要求1所述的结构，其中，所述泵浦源被布置以便由所述泵浦源发射的辐射以角θ入射在基底的表面上以致sin(θ)＝n_subsin[cos^-1(λ_pump/λ_lase)]，其中基底的折射率是n_sub。

5.根据权利要求1所述的结构，其中，所述部分反射元件包括许多层对，每个层对包括第一层AlGaN和第二层GaN。

6.根据权利要求5所述的结构，其中，所述层对数在2和20之间。

7.根据权利要求1所述的结构，其中，抗反射涂层被设置在基底和所述外部外耦合反射器之间，并且，所述抗反射涂层具有折射率n_AR和厚度t_AR以致t_AR＝(λ_pump/4n_AR)cos[sin^-1((1/n_AR)sinθ)]。

8.根据权利要求1所述的结构，其中，所述有源区包括：

一个或更多量子阱结构，每个量子阱结构包括：

一个或更多In_xGa_1-xN量子阱，其中0.10≤x≤0.5，每个量子阱具有厚度W并且构造为发射具有波长λ_lase的激光辐射。

9.根据权利要求8所述的结构，其中：

每个量子阱结构包括两个或更多个量子阱，且在每对量子阱之间设置有具有厚度T的薄GaN间隔物层；并且

每个有源区元件包括两个或更多个量子阱结构，且在每对量子阱结构之间设置有具有厚度L的厚GaN间隔物层，其中L大于T。

10.根据权利要求9所述的结构，还包括具有厚度IS的GaN末端间隔物层，所述GaN末端间隔物层设置在所述部分反射元件与所述量子阱结构的一个之间，其中所述厚度W、T、L、IS构造为使得所述激光辐射的驻波波腹与所述量子阱结构的量子阱重叠。