[发明专利]垂直腔表面发射激光器以及包括其的光学装置

权利要求书

1.一种垂直腔表面发射激光器，包括：

增益层，其被配置为产生光；

分布式布拉格反射器，其被设置在所述增益层下面；以及

超结构反射器，其被设置在所述增益层之上并包括具有亚波长尺寸的多个纳米结构。

2.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光器，

其中所述超结构反射器还包括第一支撑层，以及

其中所述多个纳米结构设置在所述第一支撑层上。

3.根据权利要求2所述的垂直腔表面发射激光器，其中所述第一支撑层的厚度是所述垂直腔表面发射激光器的振荡波长的1/5或更大。

4.根据权利要求2所述的垂直腔表面发射激光器，其中所述第一支撑层具有比所述多个纳米结构的每个的折射率更小的折射率。

5.根据权利要求2所述的垂直腔表面发射激光器，还包括：

第二支撑层，其设置在所述第一支撑层上并具有与所述多个纳米结构的形状对应的多个通孔，

其中所述多个纳米结构分别布置在所述多个通孔中。

6.根据权利要求5所述的垂直腔表面发射激光器，其中所述第二支撑层的折射率小于所述多个纳米结构的每个的折射率。

7.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光器，其中所述多个纳米结构的厚度、宽度和布置间隔中的至少一个小于所述垂直腔表面发射激光器的振荡波长的一半。

8.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光器，其中所述多个纳米结构具有允许所述超结构反射器作为凹面镜操作的尺寸分布。

9.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光器，其中所述多个纳米结构具有允许所述超结构反射器作为凸面镜操作的尺寸分布。

10.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光器，其中所述多个纳米结构具有允许所述超结构反射器作为光束偏转器操作的尺寸分布。

11.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光器，其中所述多个纳米结构具有允许所述超结构反射器作为偏振分束器操作的形状分布。

12.根据权利要求11所述的垂直腔表面发射激光器，其中所述多个纳米结构具有不对称的形状。

13.根据权利要求12所述的垂直腔表面发射激光器，其中所述多个纳米结构具有允许第一方向上的宽度与垂直于所述第一方向的第二方向上的宽度的比率根据所述多个纳米结构的位置改变的形状和布置。

14.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光器，其中所述分布式布拉格反射器的反射率大于所述超结构反射器的反射率。

15.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光器，其中所述增益层包括：

有源层；以及

分别设置在所述有源层之上和下面的上覆层和下覆层。

16.根据权利要求15所述的垂直腔表面发射激光器，其中所述有源层、所述上覆层和所述下覆层的每个包括半导体材料。

17.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光器，还包括：

散热器，其被配置为消散从所述增益层产生的热。

18.根据权利要求17所述的垂直腔表面发射激光器，其中所述散热器的区域包括：

第一区域，其平行于所述分布式布拉格反射器和所述增益层堆叠的方向设置并围绕所述垂直腔表面发射激光器的侧表面；以及

第二区域，其连接到所述第一区域并位于所述增益层的上部处。